Produktion und Zerfall sich entwickelnder Horizonte

Wir betrachten ein einfaches physikalisches Modell für einen sich entwickelnden Horizont, der stark mit seiner Umgebung interagiert und beliebig große Mengen an Materie in Form von sowohl fallendem Material als auch ausgehender Hawking-Strahlung mit seiner Umgebung austauscht. Wir erlauben Flüsse sowohl lichtartiger als auch zeitartiger Partikel, um den Horizont zu überschreiten, und fragen, wie der Horizont in Reaktion auf solche Strömungen wächst und sich verkleinert. Wir legen Wert darauf, eine klare und unkomplizierte Ausarbeitung mit einfachen Formeln zu liefern. Um eine solche hochdynamische Situation auf einfache Weise zu handhaben, machen wir eine wesentliche physikalische Einschränkung, die der sphärischen Symmetrie, sowie zwei technische mathematische Einschränkungen: (1) Wir wählen, die Raum-Zeit so zu schneiden, dass die Raum-Zeit-Folien (und somit die Horizonte) immer sphärisch symmetrisch sind. (2) Darüber hinaus verwenden wir Painleve-Gullstrand-Koordinaten (die gut für das Problem geeignet sind, da sie am Horizont nicht-singulär sind), um die relevanten Berechnungen zu vereinfachen. Wir finden insbesondere einfache Formen für die Oberflächen-Schwerkraft und für das erste und zweite Gesetz der Thermodynamik schwarzer Löcher in dieser allgemeinen Situation sich entwickelnder Horizonte. Darüber hinaus stellen wir unsere Ergebnisse in Beziehung zu Hawking's schematischen Horizont, Ashtekars isolierten und dynamischen Horizonten und Haywards Fanghorizonten. Das hier diskutierte sich entwickelnde schwarze Lochmodell wird sowohl aus astrophysikalischer Sicht im Hinblick auf wachsende schwarze Löcher als auch aus rein theoretischer Sicht bei der Diskussion der Verdampfung schwarzer Löcher durch Hawking-Strahlung von Interesse sein.