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.     

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.     

隧穿辐射与非极端黑洞到极端黑洞的相变（英文）

文章重新讨论了Reissner-Nordstrm黑洞带电粒子辐射谱.发现与黑洞带同种电荷的粒子辐射率大于异种带电粒子或不带电粒子的辐射率.其结果是Reissner-Nordstrm黑洞的荷质比将变得越来越小.此外,还计算了Reissner-Nordstrm黑洞荷质比的最大值,发现这一最大值远小于极端黑洞的荷质比.因此,通过量子隧穿将非极端黑洞变为极端黑洞的相变是不可能发生的.     

正则静态黑洞的薄吸积盘

依照Penrose的宇宙检察猜想,自然界不存在裸奇性.所以,值得进一步考虑的是自然界根本不存在奇性.讨论了没有奇点的正则黑洞,并研究史瓦西黑洞和正则黑洞在天体物理学中的区别.研究围绕正则黑洞的薄吸积盘,比较了不同正则黑洞之间薄吸积盘的能量通量,辐射温度和吸积效率.结果显示,正则黑洞薄吸积盘内的相互作用比史瓦西的更加强.此外,随着正则黑洞质量不断地减少,薄吸积盘会更有效地消耗能量.这些特征提供了一种区分出正则黑洞的可能性.     

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     

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.     

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.     

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.      

Reissner-Nordstr(o)m黑洞Dirac场的辐射能通量和辐射功率

利用黑洞视界面附近的熵密度,研究了黑洞的热辐射规律,得到了黑洞的热辐射满足广义Stefan-Boltzmann 定律的结论.对极端Reissner-Nortr(o)m黑洞,其辐射能通量和辐射功率为零,表明广义Stefan-Boltzmann定律将导致黑洞遗迹.当截断距离、薄膜厚度取定后,距Reissner-Nordstr(o)m黑洞遥远的观测者接收到的辐射能通量与辐射粒子的径向的平均泻流速率成正比,与观测者到黑洞之间的距离的平方成反比.     

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.     

一般静态球对称黑洞的熵

本文运用ｂｒｉｃｋ－ｗａａｌ模型计算了一般静态球对称黑洞背景下量场的自由能和熵，得到了自由能和熵的一般表达式，且当静态球对称黑洞为Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞、Ｒｅｓｓｎｏｒ－Ｎｏｒｄ－ｓｔｒｏｍ黑洞、Ｄｌａｔｏｎ黑洞时，料贩表达式相应的化为Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞，Ｒｅｓｓｎｏｒ－Ｎｏｒｄｓｔｒｏｍ黑洞，Ｄｉｌａｔｏｎ黑洞的熵。     

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。     

稳态黑洞是处于全无界能谱中的系统

对稳态黑洞能谱的基本特征进行了研究．研究表明稳态黑洞是处于全无界能谱中的系统．在其外视界之外正、负能谱之间禁带能隙消失在外视界面上．在外视之外，黑体辐射系统或正能谱系统易于激发；反之，根据Landau的负能谱理论，在外视界之内负能谱系统易于激发．因此，黑洞的外视界是正、负能谱系统的交接面，在黑洞外视界以外黑洞显示为正能谱系统，而在黑洞外视界以内黑洞又显示为负能谱系统．有鉴于此，我们提出了一个判据，利用这个判据可以很容易地确定黑洞的热力学类型．     

关于黑洞准正则模频率实部的理论研究

利用圈量子引力理论给出的黑洞视界面积,结合黑洞热力学第一定律,严格地推导出Schwarzschild黑洞渐近准正则模频率实部的表达式.并通过分析最小自旋jmin的取值,给出Schwarzschild黑洞有可能存在的准正则模谱.结果显示,当取jmin=1时,能够得到黑洞准正则模频率的不变实部恰好与Hod的猜测完全相符.从而对Schwarzschild黑洞准正则模频率实部的来源给出了理论依据.     

静态球对称Dilaton-Maxwell黑洞的辐射能通量及辐射功率

利用黑洞的薄膜模型,研究了静态球对称Dilaton-Maxwell黑洞的热辐射规律。得到了黑洞的辐射能通量正比于黑洞视界温度四次方的结论,即黑洞的热辐射满足广义Stefan-Boltzmann定律。利用静态球对称黑洞的热质点模型,得到了当截断的固有距离η、黑洞的质量m及电荷Q取定后,距黑洞遥远的观察者所接受到的辐射能通量与观察者到黑洞之间的距离的平方成反比。     

缓变动态Kerr黑洞视界附近的辐射能通量和辐射功率

采用黑洞的薄膜模型和局域热平衡的假定,研究缓变动态Kerr黑洞视界附近的辐射能通量和辐射功率,得到了缓变动态Kerr黑洞的热辐射满足广义Stefan-Boltzmann定律的结论。当截断距离以及薄膜厚度取定后,Kerr黑洞视界附近标量场的辐射能通量与辐射功率不仅与黑洞的质量有关,还与黑洞的视界变化率有关,表明黑洞周围的引力场和视界的变化均对黑洞的热辐射产生影响。     

两类Seyfert星系的黑洞质量与吸积率

收集了89个Seyfert星系样本,利用反响映射法和恒星弥散速度法计算了Seyfert星系的黑洞质量,分别研究了Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间的相关性,结果发现Seyfert 1星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间具有强相关性,Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率之间具有弱的负相关性,与热光度和红移之间具有弱相关性.两类Seyfert星系的区别除了源于吸积盘倾角不同外,还可能与星系的环境、演化和星系核的活动有关.     

起源于引力场的Vaidya-Bonner-de Sitter黑洞的瞬时辐出度

利用Vaidya-Bonner-de S itter黑洞视界面附近的熵密度,导出黑洞的瞬时辐出度,得到了任一时刻黑洞的瞬时辐出度总是正比于黑洞视界温度四次方的结论。导出的广义Stefan-Boltzm ann系数不再是一个恒量,而是一个与黑洞视界的变化率、黑洞视界面附近的时空度规及黑洞的吸收与辐射系数有关的一个动比例系数,揭示了黑洞周围的引力场与其热辐射之间存在着必然的内在联系。