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.     

负能谱中的黑洞热力学

根据LandauLD的负能谱论述,论证了高密度自引力系统是实际存在的负能谱系统,进一步以负能谱理论研讨了黑洞的视界温度、熵以及熵的演化.最后,讨论了黑洞的热力学第三定律.     

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.     

广义球对称带电蒸发黑洞周围时空中标量粒子的能量

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton-Jacobin方程,研究广义球对称带电蒸发黑洞周围时空中标量粒子的能量.得到了粒子的能量不仅与粒子的质量有关,还与黑洞的时空结构及视界的变化率有关.给出了发生自发辐射的能量条件.     

带有电荷与磁荷的球对称动态黑洞的非热效应

利用弯曲时空中标量粒子运动的 Hamilton Jacobin方程,研究带有电荷和磁荷的球对称动态黑洞周围时空中标量粒子的能量分布.得到了发生自发辐射的能量条件,它不仅依赖于黑洞的质量、电荷和磁荷,还与黑洞视界的变化有关,与视界附近的四维电磁势有关.     

球对称动态黑洞周围时空中标量粒子的能量

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton—Jacobin方程，研究球对称动态黑洞周围时空中标量粒子的能量，得到了粒子的能量不仅与粒子的质量有关，还与黑洞的时空结构及黑洞视界的变化有关。给出了带电蒸发黑洞发生自发辐射的能量条件。     

大质量天体会使时空弯曲,那天体内部及表面的时空是怎样的?

<正>A:根据广义相对论,质量会使时空弯曲,因此不论是在天体的内部还是外部,时空都会由于天体质量的影响而弯曲。但是对于不同的天体,其内部与外部的时空弯曲方式会有一定的不同,原则上都可使用广义相对论的引力方程求解。时空的弯曲程度由"度规"来描述。如果将天体看作是球对称的,那么其外部真空中的时空弯曲由史瓦西度规来表示。对于像黑洞这种特殊的天体,由于其质量都坍缩到了奇点,因此严格来说没有内外之分;但是对于黑洞来说,由于视界内的事件无法被观测到,而视界的大小可由史瓦西半径近似得到,因此史瓦西半径可以被看作是黑洞的"表面"。在史瓦西半径这个表面以内,真空球对称这个条件依然满足,所以其时空弯曲还是由史瓦西度规描述,在此半径内时空     

黑洞时空中的quintessence效应

引进了一个研究时空分类的新方法,并在充满quintessence的RN(A)dS (Q-RN(A)dS)时空中,研究了时空的视界和粒子的测地线.我们发现非极端的Q-RNAdS时空存在两类黑洞,一类有2个视界,另一类有4个视界.在束缚态的情况下,有质量粒子在有两个视界的时空中,其测地线随quintessence参数r_q增大(即暗能量的影响减小)每个周期远日点(或近日点)的进动角度增大;而随着态方程参数w_q的减小,运动一周到达远日点(或近日点)次数增多,这表明人们可以根据进动角度和到达远日点的次数确定参数r_q和w_q的取值范围.对于非极端的Q-RNdS度规,时空也分为两类,一类是只有1个宇宙视界的类de Sitter时空,另一类的时空有3个视界,其中一个为宇宙视界,另外两个分别为黑洞内、外视界.有趣的是,类de Sitter时空中心是一个裸奇点,但是任何粒子不可能到达裸奇点,因为此处的有效势趋于无穷大.在束缚态的情况下,粒子在这种时空中运动的轨迹受暗能量的影响不显著.值得指出的是,在具有4个视界的Q-RNAdS时空和3个视界的Q-RNdS时空中运动的粒子不存在束缚态.     

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].     

球对称带电蒸发黑洞发生自发辐射的能量条件

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton-Jacobin方程，研究球对称动态黑洞周围时空中标量粒子的能量，得到了粒子的能量不仅与粒子的质量有关，还与黑洞的时空结构及视界的变化有关．给出了带电蒸发黑洞发生自发辐射的能量条件．     

一般动态球对称荷电黑洞视界表面引力及量子非热辐射

在一般动态球对称荷电黑洞时空中研究了Hamilton-Jacobi方程及量子非热辐射,采用一类tortoise坐标变换研究了黑洞视界表面引力。     

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.     

用共形平直方法研究一般球对称带电蒸发黑洞的温度

球对称动态时空中,用Tortoise坐标表示的二维时空线元在黑洞视界附近一定显示共形于二维Minkowski时空线元,由此可以定出一般球对称带电蒸发黑洞视界的位置和温度,并进一步指出了它是K G方程在视界附近能化成波动方程标准形式的几何根源.     

静态球对称黑洞引力自旋场的辐出度

利用静态球对称黑洞引力自旋场的统计熵,导出静态球对称黑洞引力自旋场的辐出度,得到了黑洞的辐出度与黑洞视界温度的四次方成正比的结论.发现Stefan—Boltzmann系数不同于平直时空的值,并且在不同时空度规中该系数有不同的值.     

球对称动态黑洞周围时空中标量粒子的自发辐射

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton—Jacobin方程，研究球对称动态黑洞周围时空中标量粒子的自发辐射，得到了带电蒸发黑洞发生自发辐射的能量条件．它不仅与粒子的质量有关，还与黑洞的时空结构及视界的变化有关．     

Vaidya—Bonner时空带电蒸发黑洞的量子效应

研究了Ｖａｉｄｙａ－Ｂｏｎｎｅｒ时空中带电蒸发黑洞的量子热效应和量子非效应，利用动量算子简捷地得到了黑洞的视界面位置和视界处的温度以及Ｈａｗｋｉｎｇ热谱，证明了这类黑洞的视界是球对称的，热辐射的同时也存在非热辐射。     

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     

温度随极角变化的黑洞

最近我们提出,黑洞热力学第零定律的恰当表述应该是“事件视界是同时面的类光极限”。“视界连通分支上的表面重力κ是常数”,只不过是黑洞热力学第零定律在稳定时空中的一个特殊推论,原则上应该存在κ不为常数的事件视界。我们已经知道动态黑洞的κ是随时间变化的。然而,对动态情况,到目前为止人们只能计算球对称黑洞的温度,它虽然随时间变化,但在同时截面上仍是一个常数。我们认为,原则上还应该存在κ随空间     

Vaidya－Bonner时空带电蒸发黑洞的量子效应

研究了Ｖａｉｄｙａ－Ｂｏｎｎｅｒ时空中带电蒸发黑桐的量子热效应和量子非热效应，利用动量算子简捷地得到了黑洞的视界面位置和视界处的温度以及Ｈａｗｋｉｎｇ热谱，证明了这类黑洞的视界是球对称的，热辐射的同时也存在非热辐射．     

静态球对称荷电黑洞Dirac场的Planck绝对熵

利用膜模型技术 ,研究静态球对称荷电黑洞Dirac场的Planck绝对熵 .结果表明静态球对称荷电黑洞的Planck绝对熵与内、外视界面积的代数和成正比 .