什么是黑洞热力学第零定律

通常认为黑洞热力学第零定律是指“稳态黑洞视界面上的表面重力是一个常数.它相应于通常热力学中,处于热平衡的系统各点有相同的温度.然而真正的第零定律应该是指“热平衡具有传递性”,由此可以证明存在一个表征系统热性质的态函数“温度”.“处于热平衡的系统各点有相同的温度”,只不过是第零定律的一个推论.实际上,热力学第零定律是一条普适的定律,不管系统是否达到了热平衡,第零定律总是成立的.因此,我     

关于黑洞热力学第0定律

分析了JDBekentein黑洞热力学第0定律的基本矛盾.根据热力学中第0定律的本质含义,Bekentein黑洞热力学第0定律中引入的温度并不具有通常意义下的热平衡传递性.因此Bekentein黑洞热力学第0定律并不满足一般热力学第0定律的基本要求.若把引力场对时空弯曲的因素考虑在内,则在黑洞视界内可以形式地引入一个能在视界内保持“热平衡传递性”的温度,即视界温度.然而这个温度不是任意的,而是受动力学参量——视界引力加速κ 完全控制的温度.因此黑洞热力学中温度的传递性不仅局限于黑洞视界面上,而且还只能对由κ 所决定的视界温度才具有热平衡的传递性.即使这样,由于纯引力场能量是负定的,因此由视界引力加速度κ 决定的温度也必然是负定的,而不可能是正定的.     

极端黑洞熵的新认识

本文研究了极端RNdS黑洞的量子熵,表明当考虑内事件视界时,极端黑洞的熵与极端和量子化的次序无关都为零,满足热力学第三定律.内外事件视界对熵的贡献是对数发散的,且它们的绝对值严格相等,特别是外事件视界对熵的贡献是负值,这是一个全新的结论.     

一般静态球对称黑洞的Hawking隧穿辐射

运用Parikh-wilczek的量子隧穿模型和黑洞热力学第一定律研究一般静态球对称黑洞的Hawkoing辐射,得到了静止质量为零和不为零的粒子穿过黑洞事件视界的出射率具有完全相同的函数形式,发现粒子的量子隧穿辐射谱与黑洞的Bekenstei-Hawking熵变有关,辐射谱不再是严格的纯热谱.     

动态时空视界位置和温度

只要动态时空中的黑洞仍然保持“黑洞”的基本性质——类光无穷远处的观测者得不到它内部的信息,这个“洞”就应该是一个黑体,其辐射应该是黑体辐射.虽然视界的位置和温度随时间变化,但它每一瞬间发出的辐射均应具有普朗克谱.从以往的研究知道,在稳态时空中采用 Tortoise 坐标时,K-G 方程的径向方程在视界附近会化成平直时空中无质量粒子的波动方程形式.利用这一特性可以容易地证明黑洞产生平衡热辐射.我们认为,既然动态时空中的黑洞每一瞬间产生的辐射仍具有普朗克谱,那么动态时     

球对称动态黑洞的广义Stefan-Boltzmann定律

选取超前爱丁顿坐标 ,采用统计的方法 ,计算出动态黑洞的瞬时辐出度 .结果表明 ,动态黑洞的瞬时辐出度不仅与假定黑洞处于热力学平衡时的辐出度有关 ,还与黑洞的事件视界速度、事件视界温度、事件视界附近的熵密度及黑洞的吸收和辐射系数有关 .对于球对称动态黑洞 ,任一时刻黑洞的瞬时辐出度总是正比于黑洞事件视界温度的四次方     

动态轴对称黑洞的蒸发

把对动态黑洞量子热效应的研究推广到用（ｔ，ｒ）坐标锚述的时空，进一步发展了研究动态黑洞的乌龟坐标方法，给出了动态轴对称黑洞的视界位置和温度以及热谱，这类动态黑洞的视界面是一个随时间变化的椭球面，Ｈａｗｋｉｎｇ温度不仅随时间变化，而且与角度有关。     

黑洞的高温喷流

从零曲面方程出发得出，匀加速直线运动的动态黑洞时空存在２个事件视界－黑洞视界和它的Ｒｉｎｄｌｅｒ视界。发现２个视界相接触时，接触点处的Ｈｗａｋｉｎｇ温度都降为零。而在黑洞视界的另一相反极点处的Ｈａｗｋｉｎｇ温度将迅速升高，并形成高温喷流。     

第零定律与时间的定义

本文认为,热力学第零定律等价于“钟速同步的传递性”。建议把“同时具有传递性”作为推广的第零定律。第零定律表明,可以在大范围时空中定义统一的时间。时空稳定因果的充要条件是,至少能找到一个坐标系,第二定律和推广的第零定律在其中成立。     

ZPS黑洞的几何结构与热力学性质

本文研究了球对称Zero Pressure Schwarzschild (ZPS)黑洞的时空结构和热力学性质. ZPS黑洞有两个黑洞视界或单一黑洞视界.非极端ZPS黑洞的视界半径依赖参数a的选择,极端ZPS黑洞有与史瓦西黑洞相同的质量和半径.对于存在两个视界的情况,本文给出了ZPS黑洞的几何结构.球对称ZPS时空中流体的能量密度反比于r~3.以ZPS黑洞视界作为边界的系统满足热力学第一定律.在黑洞视界改变的过程中,黑洞能量的增加量包括黑洞质量的增加量和其他形式能量的增加量.在参数a保持不变的情况下,计算了ZPS黑洞外视界和内视界的热容.在a_1a 2范围内(a_1≈1.74), ZPS黑洞外视界的热容取正值.因此, ZPS黑洞的外视界能够处于稳定的热平衡状态.通过考虑非极端ZPS黑洞的左系统和右系统,研究了黑洞热力学第三定律的问题.在ZPS黑洞热力学第三定律的表述中,强调黑洞的左系统满足能斯特定理.     

事件视界的碰撞与喷流

事件视界的碰撞与喷流赵峥，张建华北京师范大学物理学系，１００８７５，北京；菏泽教育学院物理学系，２７４０１６，山东菏泽；第一作５３９岁，男，教授）关键词黑洞；视界；Ｈａｗｋｉｎｇ效应；第三定律分类号Ｐ１４５．８变加速直线运动的Ｋｉｎｎｅｒｓｌｅｙ黑洞...     

变加速直线运动带电黑洞的熵

由零曲面方程得到变加速直线运动带电黑洞的视界。从Klein-Gordon方程出发，利用薄膜brick-wall模型，给出了变加速直线运动带电黑洞的熵，得到的熵正好是视界面积的1／4。     

动态黑洞视界面附近的熵密度

利用带有电荷与磁荷的直线加速动态黑洞的熵密度,得到了任一时刻黑洞视界面附近沿某一方位角的熵密度总是正比于该处视界温度的三次方的结论.发现直线加速动态黑洞视界面附近的熵密度不仅与时间有关,而且与方位角有关.     

动态黑洞视界面附近的熵密度

利用带有电荷与磁荷的直线加速动态黑洞的熵密度，得到了任一时刻黑洞视界面附近沿某一方位角的熵密度总是正比于该处视界温度的三次方的结论．发现直线加速动态黑洞视界面附近的熵密度不仅与时间有关，而且与方位角有关．     

动态黑洞视界面附近熵密度的讨论

利用带有电荷与磁荷的直线加速动态黑洞的熵密度，得到了任一时刻黑洞视界面附近沿某一方位角的熵密度总是正比于该处视界温度的三次方的结论。发现直线加速动态黑洞视界面附近的熵密度不仅与时间有关，而且与方位角有关。     

电磁加速黑洞的视界温度与宇宙监督假设

在荷电荷磁直线加速黑洞时空中得到了Ｄｉｒａｃ粒子的动力学方程在视界附近的渐近解,详细研究了这类黑洞在视界附近的温度函数,给出了宇宙监督假设的一种等价表述。     

匀加速直线运动Kerr黑洞的事件视界

通过系列变换,给出具有实用价值的四次方程的三角解正根公式.利用该公式进一步研究匀加速直线运动Kerr黑洞的“事件视界”.     

具有整体单极的蒸发黑洞的Hawking效应

把对动态黑洞量子热效应的研究推广到用(t，r)坐标描述的时空，采用了既不同于稳态又不同于以超前爱丁顿坐标V描述的动态时空的乌龟坐标方程．得出具有整体单极蒸发黑洞的温度、视界位置，以及此黑洞的一个特有性质，它的局部事件视界是由两个靠得很近的视界面组成，温度是由这两个视界面的位置共同决定的。     

变加速直线运动黑洞中Dirac粒子的Hawking辐射

在加速直线运动时空中，采用新的Tortoise坐标变换将Dirac方程在黑洞视界面附近化成了典型的波动方程，得到在视界面附近带Dirac粒子的Hawking辐射温度，导出了Hawking热辐射谱.     

匀加速直线运动动态黑洞的3类特征曲面

讨论了匀加速直线运动态黑洞的３种特征曲面－事件视界，表观视界和类时极限面的一些性质。