动态Dilaton-Maxwell复合场及其黑洞的Hawking辐射

自从Balbinot使用并推广Davies等的方法来研究考虑到反作用时的蒸发黑洞的Hawking辐射,这一领域引起了人们广泛的兴趣.在导出蒸发黑洞度规的过程中,一般均在能动张量中引入发光率(Luminosity)为L的辐射作用项,从而将黑洞质量的减少归结为向外辐射流的作用.Dilaton-Maxwell复合场中除了电磁场外还存在着中性标量场(Dila ton场).标量-张量(ST)引力理论现在仍被认为是基础引力理论的一种允许的扩展形式.最近Turyshev利用弦理论给出Dilaton-Maxwell复合场一静态球对称解,并证明Dilaton荷     

黑洞热力学

黑洞物理学是一门新兴学科.1970年以前,黑洞物理学主要研究黑洞的运动学和动力学.1970年起,霍金(S.W.Hawking)、贝肯斯坦(J.D.Bekenstein)等在黑洞物理学中引进热力学,不久,霍金等又在黑洞物理学中引进量子力学和量子场论.这些年来,由于许多人的大量而出色的工作,形成了黑洞热力学和黑洞量子力学这两个分支.黑洞热力学和黑洞量子力学是现代黑洞物理学的主要组成部分,它们的历史还不到十年.本文试图对黑洞热力学作一概要的介绍.     

高维时空标量粒子的Hawking辐射

1974年Hawking首次提出黑洞能够辐射粒子的量子理论,他用的是正在坍缩着的星体模型,理论上预言的这种效应叫Hawking辐射,虽然Hawking辐射还没有被实验所探测到,伹在过去十多年间曾引起理论物理学家的重视。许多作者用不同观点,不同方法研究过Hawking辐射。但是,他们只研究了标量粒子的Hawking辐射,我和刘辽等曾把这一研究推广到Dirac粒子。     

黑洞信息丢失之谜

量子力学要求封闭系统必须遵循幺正演化,即封闭系统演化信息守恒。黑洞信息丢失问题与量子力学幺正性产生了冲突,暗示了量子理论可能无法正确地描述引力。文章介绍了黑洞信息丢失问题的来源,以及可能的解决方法。     

黑洞信息佯谬

与经典物理相比而言，量子物理的最大特点在于它是非决定论的。为此，尽管爱因斯坦为量子论的创建作出了重大贡献，他却一直不喜欢量子力学，尤其反对量子力学的哥本哈根诠释，并用这样一句话来表达自己的反感：“上帝不掷骰子。”霍金(S．Hawking)是一个将量子力学应用到黑洞理论中的始作俑者。霍金在     

含有整体单极动态黑洞的量子热效应

目前流行的研究动态黑洞Hawking效应的方法,是考虑热辐射反作用,用弯曲时空量子场论进行处理,这种方法使用起来比较复杂,而且只在弱辐射情况下才能得到视界位置和温度.近来,我们建议了一种新方法,使用起来快速简便,而且能够比较精确地确定视界位置和温度.本文就利用此法研究动态单极黑洞的热辐射.含有整体单极的动态时空线元:     

关联与黑洞信息丢失问题

霍金计算发现黑洞会发出热辐射.由于热辐射之间不存在关联,因此辐射粒子无法将信息携带出黑洞,伴随着霍金辐射,黑洞内部的物质信息逐渐丢失.量子力学幺正性要求信息守恒,黑洞信息丢失与量子力学幺正性存在明确的冲突,此即黑洞信息丢失之谜.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.霍金最初的计算中没有考虑辐射粒子的反冲,得到的辐射谱为纯热谱.后来, Parikh和Wilczek的计算表明,如果计入辐射粒子的反冲,则辐射谱可能会轻微地偏离热谱.本文首先介绍了Parikh和Wilczek使用包含辐射粒子反冲的量子隧穿方法得到的非热谱.其次,介绍了张保成等人在非热谱基础上证明黑洞辐射粒子之间存在关联,并且黑洞辐射过程信息守恒的工作.最后,介绍了黑洞辐射之间如何产生关联的一种可能的物理机制,黑洞辐射粒子之间的引力关联可以携带信息,使得黑洞辐射过程中信息守恒.     

前沿

正黑洞吸积流风存在的直接观测证据被发现中国科学家发现了黑洞吸积流中存在风的直接观测证据。宇宙中几乎所有星系中心都存在一个超大质量黑洞,黑洞周围的气体在黑洞引力的作用下朝黑洞下落,形成黑洞吸积盘。吸积盘会发出强烈的辐射和物质外流,人类首张黑洞照片中拍到的辐射就是源于吸积盘。黑洞吸积是研究活动星系核、伽马射线暴等重要高能天体物理现象的理论基础。     

关于黑洞熵的物理意义的探讨

七十年代初,Bekenstein在黑洞物理学中引进了黑洞熵S_(BH)的概念。在Hawking发现了黑洞的“蒸发”现象后,黑洞熵作为黑洞热力学的基本概念得到了广义相对论工作者的     

含宇宙弦或整体单极子的Schwarzschild黑洞热力学性质

当具有渐近平直边界条件时,黑洞热力学遵循Bardeen等提出的四条基本定律。而对于不具有渐近平直边界条件的Schwarzschild型黑洞,这四条定律是否仍然成立值得研究。因为近来人们发现一些规范理论可导致诸如整体单极子、宇宙弦等一类拓扑缺陷。这些拓扑缺陷代表了在早期宇宙中可能出现的物质。它们的出现可能会在宇宙中引起一些重要的、     

卡诺循环与视界的温度

黑洞视界的温度,最早是由Bekenstein理想实验(即卡诺循环)定义的。以后又从Hawking辐射和温度格林函数的讨论得到支持。不同的方法得到同样的结果,是黑洞视界确实存在温度的可靠证明。我们在工作中,论证了在一类较一般的四维静态黎曼时空中不依赖于时间的视界面普遍会产生Hawking辐射,辐射温度正比于视界的表面重力k     

ω-变形Kaluza-Klein超引力的转动双荷黑洞解及其热力学

将转动带电的Rasheed-Larsen双荷黑洞解推广到?-变形的Kaluza-Klein超引力理论中,得到了新的?-变形的转动双荷黑洞精确解,并对其热力学性质进行了仔细地分析,发现除了在电磁规范势1-形式、电荷、磁荷、静电势和静磁势中需要同时作一个电磁对偶转动以外,?-变形参数对黑洞度规、质量、角动量、热力学第一定律和Smarr公式没有影响.     

封面说明

正霍金预言黑洞能像普通黑体一样发出热辐射,引发了黑洞信息丢失之谜.黑洞信息丢失之谜反映了引力理论和量子理论之间的潜在冲突,引起了物理学家们的广泛关注.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.在量子隧穿图像下,计入辐射粒子反冲,可证明辐射谱为非热谱.而非热谱表明黑洞辐射粒子之间存在关联,使得黑洞辐射过程信息守恒.为了进一步研究黑洞辐射之间关联的原因,何东山和蔡庆宇给出了     

黑洞信息佯谬：落入黑洞的信息丢失了吗？

黑洞信息佯谬自提出至今已困扰理论物理学家近50年。揭秘黑洞信息佯谬是研究量子引力理论的一个重要途径。最近，物理学家在半经典引力理论下给出了黑洞蒸发过程的佩奇曲线，这表明在黑洞蒸发过程中确实释放了信息，从而证实无任何的信息丢失，这也宣告着黑洞信息问题的解决。文章以时间顺序来介绍黑洞信息佯谬研究的历史和现状。     

类比引力有关问题研究进展

尽管引力是人类最先认识的自然界基本相互作用力,但人们对引力本质的认识还相当不够.至今我们仍然没有一个完全自洽的量子引力理论.近年来研究表明,类比引力为我们深入理解引力的性质提供了一个新的窗口.类比引力的研究一方面为Hawking辐射等弯曲时空量子效应的理论研究和实验验证提供了平台,另一方面也加深了人们对类比系统本身的认识.本文简要介绍类比引力的基本思想以及近年来理论和实验方面的进展,并对未来的研究进行展望.     

高维球对称时空中荷电玻色子的束缚态

黑洞周围的量子引力束缚态与量子宇宙及真空理论研究有重要联系,所以近年来许多作者进行了广泛的研究。最近,由于超弦理论和Kaluza-Klein超引力理论的发展,促使人们去研究高维时空中的物理问题。Emel'yanov等曾详细地评述过高维时空的研究现状。Myers等得到了高维时空的Schwarzchild度规,Reissner-Nordstrm(R-N)度规和Kerr     

物理学家创造出了一个非常小的黑洞

<正>科学家们用量子计算机探索了脱离黑洞的终极逃生路线。2022年，一组研究人员宣布，他们进行了一项涉及现代物理学中大部分神秘理论的实验，在量子计算机中模拟出了一对黑洞，并通过一段被称为虫洞的时空捷径在它们之间传送了一条信息。物理学家们称，这项成就是帮助理解引力和量子力学之间关系的又一个小小进展——引力塑造了宇宙，而量子力学主宰着粒子的亚原子领域。     

处理黑洞反作用的一条新途径

本文介绍一种在考虑反作用的情况下确定黑洞温度的新方法。在Vaidya情况得到与前人一致的结果。 在考虑反作用的情况下,蒸发黑洞的辐射温度通常用二维模型来进计算。其理论基     

耦合SU(2)Einstein-Yang-Mills-Higgs系统本质非Abell黑洞的存在性

当考虑引力与一个Abell规范场(电磁场)耦合时,唯一性定理告诉我们,具有质量、角动量和电荷(磁荷)的Kerr-Newman度规是Einstein-Maxwell方程的最一般的渐近平直黑洞解,当把情形推广到引力与非Abell规范场耦合时,人们发现非Abell规范场不为零的能动张量会引起时空弯曲,并导致很多新的结果.而最令人感兴趣的是由此得到的黑洞解是否携带有本质非Abell荷.为了研究这个问题,必须研究引力与Yang-Mills场和Yang-Mills-Higgs场的耦合.     

黑洞的"歌声"

黑洞一直被认为是星体命运的终点。当星体耗完最后一丝能量的时候,要么被撕裂,然后被别的星球“吞食”;要么浓缩成一个可怕的黑点经过它的一切物质和能量。黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,具有强大的引力。黑洞是看不见的,因为它的引力大得不让光发射出去,还可以让经过的光消失在它的黑洞里。从前,科学家只能通过测量黑点周围的环境来确认黑洞,认为直接测量黑洞是不可能的。然而,最近科学家却测到了黑洞的声音。黑洞是个天生的低音“歌手”,声音低得让人无法用耳朵去欣赏,只能用专用的仪器才能“听到”。最近,英国剑桥天文学研究所法比…