ブラックホールの熱力学（ブラックホールのねつりきがく、英: black hole thermodynamics）は、ブラックホールの事象の地平線の存在を含む熱力学の法則を探す研究分野である。黒体輻射 (black body radiation) の統計力学の研究が量子力学の到来を促したのと同じように、ブラックホールの統計力学を理解しようとする姿勢は、量子重力理論の理解に深い影響を与えてきており、ホログラフィック原理の定式化を導いた[1]。2つのブラックホールが合体するところを人工的に描いた図、この過程で熱力学の法則が確立されていく。ブラックホールを含む系で熱力学第二法則を満たす唯一の方法は、
である。ブラックホールがエントロピーを持っていなければ、ブラックホールに何らかの質量を持ったものを投げ込むことで、第二法則を破ることが可能となってしまう。
対象を飲み込むことで失われるエントロピーの減少を、ブラックホールのエントロピーの増加が上まわる。S=kA/(4Għ/c^3)
プランク長（プランクちょう、英: Planck length）は、長さのプランク単位である。記号 で表す。コンプトン波長を で割ったものとシュワルツシルト半径とが等しい長さとなる質量で定義される。このときの質量をプランク質量という。
ブラックホールのエントロピーがベッケンシュタイン境界によって得られる最大エントロピーでもある事実は、ホログラフィック原理を導いた主な要因である[1]。しかし、1995年にアンドリュー・ストロミンジャー (Andrew Strominger) とカムラン・ヴァッファ (Cumrun Vafa) は、Dブレーンを基にした方法を使い、弦理論において超対称性を持つ臨界ブラックホールのベッケンシュタイン・ホーキング・エントロピーを計算した[8]ことによってこの状況は変化した。その後、他の臨界ブラックホールや近臨界ブラックホール（英語版） (near-extremal black hole) の多くのクラスに対して同様の計算が行われ、結果はいつもベッケンシュタイン=ホーキングの公式に一致した。しかし、臨界ブラックホールからは一番遠いと思われるシュバルツシルドブラックホール (Schwarzschild black hole) に対しては、そのマクロステートとミクロステートの関係について、弦理論の観点からの評価が期待されている。様々な研究が進行中であるが、解明はされていない。ループ量子重力理論 (LQG)[9]では、マイクロステートを幾何学的に解釈することが可能である。ループ量子重力理論は、事象の地平面を量子幾何学的に解釈し、エントロピーの有限性と事象の地平線の面積の比例性を幾何学的に説明する[10][11]。スピンフォーム（英語版）と呼ばれる量子論の共変的定式化から、エネルギーと面積（第一法則）の関係式やウンルー温度、ホーキングエントロピーの分布を導出が可能となった[12]。計算は力学的地平線（英語版）の考え方を使い、非臨界ブラックホールの場合も計算されている。量子ループ重力理論の観点から、ベッケンシュタイン・ホーキング・エントロピーの計算についても様々な議論がある。
第零法則編集
停留 (stationary) ブラックホールでは、地平線は一定値の表面重力を持っている。
第一法則編集
停留ブラックホールを摂動すると、エネルギー変化は、以下の式のように表面積、角運動量、電荷の変化と結びつけられる。
ここで はエネルギー、 は表面重力、 は事象の地平線の面積、 は角速度、 は角運動量、 は静電ポテンシャル、 は電荷である。
第二法則編集
弱エネルギー条件（英語版）を前提とすると、事象の地平面の面積は時間に対して（広義）単調増加関数となる。
この「法則」はブラックホールが輻射するというホーキングの発見によって取って代わられた。ホーキング輻射によって、ブラックホールの質量と地平面の面積は時間と共に減少する。表面重力がゼロであるブラックホールは存在し得ない。すなわち、 は実現できない。
そのため、一般化された第二法則では、
[全エントロピー] = [ブラックホールのエントロピー]+ [外側のエントロピー]
と考える。臨界ブラックホール[13]は、表面重力がゼロである。 をゼロとすることはできないということは、絶対零度の系のエントロピーは定数として定義できることを述べている熱力学第三法則と類似している。これは，絶対零度の系が基底状態にあるからである。さらに、ΔS は絶対零度でゼロとなるが、S 自身も少なくとも完全結晶ではゼロとなる。これらの熱力学法則を破る評価実験は全く知られていない。κは表面重力。T_H=κ/2π
ホーキングとベージ (Page) は、ブラックホール熱力学をブラックホールよりも一般的化でき、宇宙論の事象の地平線（英語版）はエントロピーと温度を持っていることを示した。宇宙は外側からは見ることができない。
さらに根本的に、トホーフト (Gerardus 't Hooft) とサスカインド (Leonard Susskind) はブラックホール熱力学の法則を使い、自然界の一般的なホログラフィック原理を議論している。この議論は重力と量子力学の整合性を持つ理論はより低い次元にあるべきであるとしている。未だに完全には理解されてはいないが、ホログラフィック原理はAdS/CFT対応[14]のような理論の中心的な考え方となっている。
また、ブラックホールのエントロピーと表面張力の間の関係も存在する[15]。医療に対するハラスメントが行われている。それは「つつきゃ出る」ということである。「エサもくいやがった」ほーらよ。いつか司法資格とっときゃ飯が食われると言われているように。誰かも飯の理由で命を失い、よだれの量が取引の理由だと言われるようになる。
