极端黑洞热力学研究的现状和未来

概括了近年来极端黑洞热力学研究的主要结果,面临的挑战以及一些解决方案,在对极端黑洞的热力学和几何性质进行深入研究后,指出自然界中存在两种拓扑性质完全不同的极端黑洞,一种是Hawking提出的具有极端拓扑的极端黑洞,它的熵是零,另一种极端黑洞保留了非极端黑洞的拓扑,它的熵仍然可用Bekenstein-Hawking公式描述,此结论解决了近年来极端黑洞研究中Hawking学派和弦理论家之间的矛盾,解决了Hawking学派和黑洞相变理论的矛盾。     

黑洞热力学(Ⅱ)

简要介绍黑洞热力学的研究现状和存在的主要问题，给出了黑洞熵概念以及相关理论，目的通过稳态黑洞熵的提示探讨动态黑洞的秘密，更多地了解星体演变的信息。     

黑洞与热辐射的热平衡稳定性

对包含在一个刚性、绝热的盒子中的黑洞与热辐射的热平衡稳定性问题作了研究，得到一些有意义的结果：（１）Ｈａｗｋｉｎｓ稳定热平稳条件的等价表示；（２）对包含黑洞与热辐射的球形盒子半径Ｒ的限制；（３）黑洞与热辐射的动态热平衡满足广义热力学第二定律。     

环面黑洞的热力学几何及临界行为

将几何方法应用于研究环面黑洞的热力学性质,计算了该黑洞的温度和热容,并探讨了黑洞热力学几何度规与黑洞的临界行为及相变特征之间的联系.结果表明：环面黑洞热力学温度等于其Hawking温度;由于其标量曲率等于零,因而环面黑洞的Weinhold度规不能给出关于该黑洞热力学临界行为及相变的任何信息;而环面黑洞的Ruppeiner度规和Legendre协变度规却能很好地反映出黑洞的相结构信息.     

一类非奇异黑洞的热力学稳定性

黑洞也是一种热力学系统,则对于黑洞通常的热力学定律也应该成立。基于此,研究了巴丁黑洞的热力学量及其热力学稳定性。结果表明巴丁黑洞的熵应该仍然是贝肯斯坦-霍金熵,但是巴丁黑洞的质量不再是该系统的内能。利用重新定义的巴丁黑洞内能,计算了热容量和热力学曲率,以此分析了巴丁黑洞的热力学稳定性和相变。     

AdS黑洞中量子复杂度的晚期增长率与自由能关系

量子复杂度与自由能的关系研究为复杂度-作用量猜想和复杂度-体积猜想之间搭起了一座桥梁. 首先, 通过无奇点的Bardeen-AdS黑洞、 $f(R)$引力下的带电黑洞和Born-Infeld AdS黑洞检验量子复杂度晚期增长率与自由能关系的普适性; 然后, 讨论了将量子复杂度晚期增长率作为探针研究相变的可能性; 最后, 研究了量子复杂度晚期增长率是否违反Lloyd上限的问题.     

三维爱因斯坦-标量引力的黑洞解

构造了一个简单的三维爱因斯坦-标量引力, 并找到了它在标量场?=2αφ(α为常数)这种情况下的黑洞解. 分析发现此黑洞与Reissner-Nordstrom黑洞存在相似之处, 但当标量场?满足α>2e时, 此黑洞的质量M可以取负值. 验证了此黑洞的温度和熵符合热力学定律,并 且定义了有良好零温极限的黑洞热力学能. 比较了此黑洞解度规与Reissner-Nordstrom度规,发 现了α2与1/l分别对应着Reissner-Nordstrom黑洞的质量与电荷.      

Brans—Dicke黑洞的视界及宇宙监督原理的一种热力…

讨论了Ｂｒａｎｓ－Ｄｉｃｋｅ（ＢＤ）黑洞的视界及其温度。结果表明，ＢＤ黑洞存在着２个不同的奇异视界，其视界温度均为非有限值。由此，提出宇宙监督原理的一种热力学表述：在视界上，绝对温度为零或趋于无穷大均是不允许的。     

"强黑洞"寿命末期爆炸的某些特征

“强黑洞”即宇宙在爆胀、相变中产生的“原生黑洞” ,它的寿命末期爆炸可能产生GeV ,TeV量级的超高能γ暴 .利用宇观天体———微观粒子的质量、半径统一计算式得到“强黑洞”的mH.S、rH.S ,结合黑洞热力学理论 ,讨论了“强黑洞”的发射率 ,寿命 ,γ暴能区以及爆炸持续时间 ,与基本粒子模型获得的结果基本相符 .对planck粒子大小的原生黑洞也作了类似讨论 ,但无数据加以对照     

一类具有质量四极矩的静态黑洞的热力学性质

研究了一类具有质量四极矩的静态非Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞的热力学性质，这类黑洞存在热辐射，裸奇点处的视界温度受到强烈的影响。     

5维Gauss-Bonnet-AdS黑洞的热力学和临界现象

把宇宙学常数理解为压强,利用标准的热力学方法讨论了5维Gauss-Bonnet-Ad S黑洞系统的热力学和临界现象.把Bekenstein-Hawking熵作为黑洞系统的熵,发现在5维球对称的Gauss-Bonnet-Ad S黑洞中存在相变现象.进一步计算了相变点的临界指数,发现他们满足热力学普适标度规律.     

用brick-wall方法计算黑洞熵的再讨论

在薄层模型brick-wall方法的基础上，进一步研究了黑洞熵的计算，发现黑洞熵来源于其视界面上每一个面元的贡献，熵与视界面积正正比，不但适用于整个黑洞，也适用于黑洞视界的局部，这一思想不但可以用于计算表面各点温度不同的动态黑洞的熵，而且使得人们对黑洞熵与视界面积关系的认识更加深入了一步。     

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.     

Taub—UNT黑洞的熵

用ｂｒｉｃｋｗａｌｌ模型计算了Ｔａｕ－ＵＮＴ黑洞的自由能和熵,并分析了其不存在超辐射效应的原因。通过调整ｂｉｃｋｗａｌｌ的距离,我们得到了满足热力学第二定理的熵的面积形式。     

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.     

黑洞的热辐射

从热力学和量子力学的角度证明了黑洞具有温度，黑洞能辐射出能量，即黑洞具有““热辐射““，而且在有的情况下辐射是非常强烈的．     

Gauss-Bonnet引力中黑洞的膜范式

对于一个黑洞视界外部的观察者来说,黑洞视界表面的动力学性质与一个流体膜的表现非常相似.本文将膜范式推广到了Gauss-Bonnet引力,推导了视界表面的应力张量,计算了流体的输运系数,最后计算了Gauss-Bonnet引力在具体度规下的流体输运系数的修正.期望在其他的修正引力中黑洞视界有着同样的流体性质.     

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     

考察Kerr-Newman黑洞事件视界的稳定性

建立了一个假想实验来考察Kerr－Newman黑洞事件视界的稳定性．作者试图靠掉入试验粒子来增加黑洞的角动量和电量，从而破坏黑洞的极限条件．但是无论试验粒子出发点离黑洞远近怎样，任何破坏黑洞事件视界稳定性的过程都被禁止Kerr－Newman黑洞的事件视界是稳定的．     

1＋1维动态带电黑洞的热效应

把对动态黑洞量子热效应的推广到用坐标描述的时空。进一步发展了研究动态黑洞的乌龟坐标方法，给出了１＋１维动态带是黑洞的视界位置和温度。