黑洞熵与贝肯斯坦霍金熵

研究了黑洞形成过程中的熵演化,确立了一个基本观点,那就是确认引力場是将无序化星云转变成有序化黑洞的唯一的基本因素,而贝克斯坦-霍金熵正是引力场在形成有序化黑洞的过程中,黑洞向黑洞外抛射的无序化量子气态物质的熵,它已应不再属于黑洞的熵.因此,黑洞的熵应是黑洞抛射量子气态物质的熵之后的剩余熵.     

圈量子引力与黑洞熵的量子化

利用圈量子引力理论给出的黑洞自旋网络模型和黑洞的准正则模渐近频率,求出了黑洞视界面积的最小间隔,由此获得了黑洞的视界量子面积谱,实现了对黑洞熵的量子化.研究结果表明,只要适当选择Immirzi参数,就能使圈量子引力理论得到的黑洞熵与Bekenstein-Hawking（B-H）熵完全相符.     

旋转带电BTZ黑洞的修正熵

基于Banerjee等最近关于黑洞熵修正的工作,对旋转带电BTZ黑洞的修正熵进行了研究.结果表明在考虑量子效应后,这类黑洞熵的修正项同样包括Bekenstein-Hawking熵的对数项和倒数项.根据迹反常,给出了相应修正项的修正系数.     

用新乌龟坐标计算任意直线加速带电黑洞的熵

利用新乌龟坐标计算了任意直线加速带电黑洞的熵,简化了截断因子,并得到了黑洞熵与黑洞视界面积成正比的结论.而且截断因子与稳态黑洞的相同,都为90β.     

暗能量背景下黑洞的全息相变

在暗能量背景下,研究了黑洞的热力学熵和纠缠熵的相结构.分别讨论了黑洞的电荷和暗能量态参数对黑洞相结构的影响.对于固定的暗能量态参数,当电荷的值增大时,黑洞热力学熵和纠缠熵的相结构与范德瓦尔斯相变的相结构完全类似,即黑洞先后经历一阶相变、二阶相变,最后达到稳定态.对于固定的电荷,当暗能量态参数增大时,黑洞热力学熵和纠缠熵的相结构并不完全类似.特别是,纠缠熵随暗能量态参数的变化与热力学熵的变化趋势完全相反.相同的是,当暗能量态参数增大时,在纠缠熵-温度平面和热力学熵-温度平面,黑洞都经历一阶相变和二阶相变.对于热力学熵和纠缠熵,发现在一阶相变的不稳定区域,麦克斯韦的等面积法则始终成立,在二阶相变临界点附近,热容的临界指数都是2/3.     

带有电荷、磁荷的一类任意加速黑洞的熵

对带有电荷、磁荷的任意加速黑洞,得到它的局部视界面方程. 由于这种黑洞是动态和非轴对称的,它的熵很难计算.引进一个新的坐标系,使得其中的00在视界面上正好是零.在此新坐标系下利用膜模型计算了该黑洞的熵. 计算结果表明:和稳态黑洞一样,动态黑洞的熵也是正比于它的视界面积.     

黑洞温度修正与黑洞寿命

讨论了在黑洞熵具有量子修正的情况下黑洞温度的修正,以及由此而引起的黑洞寿命的变化.研究发现,黑洞蒸发到普朗克质量时,温度降出现无限大,再减小质量时将出现负温,此时黑洞熵也将出现极小值.     

广义不确定原理对一般静态黑洞熵的影响

把广义不确定原理引入黑洞熵的计算,采用薄膜brick-wall模型,对一般静态黑洞外部标量场的熵进行了计算,得到了熵计算公式.应用该公式结果表明,可以得到已知所有静态黑洞的Bekenstein-Hawking熵.作为比较和进一步研究,对视界面上的二维膜的熵进行计算,可以更方便和一般性地得到熵与视界面积成正比的结论,该讨论可直接表明黑洞熵就是其视界面上的量子态的熵.与原始brick-wall模型不同的是,这一结论是有限的,计算中无需引入截断,且小质量近似也可以避免.     

黑洞熵的演化规律与热力学第三定律

将正、负能谱中黑洞能力学理分别应用于分析Schwarzchild(SW)黑洞.Kerr-Neuman(K-N)黑洞以及Sen黑洞的熵及其演化过程,对它们的对照分析结果表明:负能谱热力学对表征黑洞的熵及其演化规律和极限特征比Bekenstein热力学优越得多.     

任意加速运动黑洞的温度和熵

采用Tortoise坐标变换,约化视界面附近Klein-Gorden方程,得到黑洞的Hawking温度.用薄膜brick-wall模型,通过选择适当的截断因子和薄层厚度,在视界面附近薄层上的熵就是黑洞的熵,结果表明黑洞熵与视界面积成正比.     

测不准关系与Schwarzschild-de Sitter黑洞熵

采用由广义测不准关系得到的新的态密度方程 ,研究了在Schwarzschild deSitter时空背景下黑洞的熵 .利用新的态密度方程后 ,不通过截断可以消除brick wall模型中出现的发散 ,进而得到了黑洞熵与它的视界面积成正比的结果 .Schwarzschild deSitter时空的总熵与黑洞视界面积和宇宙视界面积之和成正比的结果 ,揭示了黑洞熵与视界面积的内在联系 ,进一步表明了黑洞熵是视界面上量子态的熵 ,是一种量子效应 .广义测不准关系的引入对视界面附近态密度发散的消除 ,还表明brick wall方法与引力场量子化有关     

Vaidya-Bonner时空中Klein-Gordon粒子的统计熵

通过坐标变换得到了带电球对称蒸发黑洞的视界面位置和视界温度;利用改进的brick-wall方法--薄膜模型计算了这类黑洞的自由能和熵,发现这种黑洞的熵等于它外视界面积的1/4;探讨了黑洞熵与Hawking辐射的关系.     

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.     

静态dilaton黑洞的信息熵

依据全息原理, 通过计算Garfinkle-Horowitz-Strominger dilaton黑洞事件视界上量子场的统计熵, 得到了该黑洞的信息熵和Bekenstein-Hawking熵公式, 表明黑洞熵就是其事件视界上量子场的统计熵. 利用广义不确定关系对量子态密度的修正效应, 克服了普通量子场论中态密度在视界附近的发散困难, 避免了黑洞熵热气体方法中的截断和小质量近似; 对该静态dilaton黑洞事件视界上有质量标量场的微观态数进行直接求解, 给出了全息原理的一种具体说明. 用留数定理克服了计算中的积分困难, 所得的结论是定量成立的. 与圈量子引力中的黑洞熵理论相比较, 分析了在全息原理要求下非对易量子场论与圈量子引力在黑洞熵计算方法和结论上的一致性, 给出了广义不确定关系中的引力修正常量值, 讨论了全息原理的意义.     

广义不确定原理对Kerr黑洞热力学的影响

利用广义不确定原理,研究了Kerr黑洞热力学的量子修正.根据视界附近粒子的量子不确定性,给出了黑洞温度与黑洞视界半径的关系式.分析这一关系式,给出了Kerr黑洞的临界状态和临界参量.根据黑洞热力学第一定律,对Kerr黑洞热容和黑洞熵进行了计算.利用黑洞热容公式,给出了黑洞的剩余状态.结果表明,Kerr黑洞剩余状态与临界状态等价,广义不确定原理可避免黑洞蒸发过程中温度奇异性的出现.得到的黑洞熵具有包括对数修正在内的量子修正项.     

从相空间理论研究黑洞形成的熵演化

试探地通过相空间理论计算稳定黑洞在其形成过程中相体积的变化来直接分析黑洞在其形成过程中熵的演化.结果发现,按照这一思路能有效地研究黑洞形成过程中的熵演化规律.     

中微子的自旋对黑洞熵的影响

用Newman-Penrose形式和't Hooft砖墙模型,研究了中微子自旋对Schwarzschild-anti-de Sitter黑洞量子熵的影响.结果表明,-∧r3H＞3m/2时,中微子自旋使黑洞量子熵增大;而-∧r3H＜3m/2时,中微子自旋使黑洞量子熵减小.     

一种研究动态非球对称黑洞熵的普适方法

从统计物理的角度研究动态黑洞的熵是十分困难的.前不久我们在t Hooft砖墙模型的基础上提出薄层模型,解决了动态球对称黑洞熵的计算问题[1-2].最近我们找到了一个用薄层模型计算动态非球对称黑洞熵的有效方法,此方法原则上可用于任何黑洞,不论是动态的还是稳态的,球对称的还是非球对称的.下面我们以变加速直线运动黑洞为例来介绍这一方法.与球对称黑洞不同,加速黑洞视界面上的不同点可能具有不同的温度[3].由于时空的轴对称性以及视界面上各点温度的不同,我们首先计算视界面每一点的熵密度,再对视界面积分得到总熵[4].     

含整体单极动态黑洞Dirac场的熵

采用薄膜brick-wall方法,计算了动态整体单极黑洞Dorac场的熵.结果表明,通过对时间依赖的截断因子作适当的选择,仍可获得黑洞熵与其视界面积成正比的结论.还发现当黑洞退化为静态时,与已有的结果是吻合的.     

Schwarzschild-anti-de Sitter背景标量场的熵

应用Schwarzschild-anti-de Sitter时空背景下的Klein-Gordon方程,采用薄层模型方法,计算了黑洞的自由能和熵,得到了黑洞熵为它的事件视界和宇宙视界面积之和的1/4,与前人预期的结果相符,这在一定程度上揭示了黑洞熵的统计起源.