双子黑洞的量子效应

Kasuya最近研究了含有磁单极或双子的引力场,得到Kerr-Newman型时空中的双子解(Kerr-Newman-Kasuya解)。此解可以描述含有四个参量(质量M,角动量J,电荷Q和磁荷φ)的黑洞,即,比Kerr-Newman黑洞更为一般的K-N-K黑洞(双子黑洞)。我们将指出,在考虑量子效应的情况下,这种黑洞也是热的,也要产生热辐射和非热辐射,甚至可以辐射磁单     

变加速直线运动黑洞的非热辐射

本文研究了作变加速直线运动的蒸发黑洞的非热辐射。利用弯曲时空中的Hamilton-Jacobi方程,计算出了Dirac正负能级的精确表达式,在视界附近出现了正负能级交错,这种交错会导致自发辐射的产生。黑洞的加速度和黑洞表面的电磁势是产生能级交错和非热辐射的根源。黑洞的蒸发也会对能级分布及非热辐射产生影响。值得注意的是,对于变加速直线运动的蒸发黑洞,非热辐射的频率范围与极角有关,这是不同于稳态黑洞的一个特点。     

一种新的静态Manko黑洞和稳态Manko黑洞的热力学性质

为了更好地描述真实天体的引力场,Manko引入了两个具有任意多极矩的轴对称的Einstein场方程的精确解,其中一个是静态的,另一个是稳态的,它们都有视界,因此,它们代表了两个黑洞.但是,由于Manko黑洞的视界不是一个完整的光滑超曲面,其上存在着“洞”(裸奇点),所以,它们与Schwarzschild以及Kerr黑洞视界的拓扑结构(Euler示性数)不同.我们将通过对Manko黑洞视界温度的计算,阐明这类黑洞的热力学性质.文献[1]中给出了扁球坐标表示的静态轴对称、具有任意多极矩的Einstein场方程的解:     

一个赤道具有高温的黑洞

文献[1]给出了一个具有任意多极矩变形质量的外部引力场的Einstein真空场方程静态渐近平直解.已证明x=1的超曲面是它的事件视界,而内禀奇点出现在赤道(x=1,y=0)上.这是一个非常特殊而又有趣的天体模型.下面我们将讨论它的热力学性质,计算此黑洞的视界表面重力和视界温度.     

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     

量子引力束缚态

虽然弯曲时空中的Dirac方程在三十年代末就已讨论过,但均是共形不变的形式。由于r矩阵元处理的困难,直到1957年才得出了Cartan活动标架形式下零质量的Dirac方程。1966年Brill与Cohen进一步写出弯曲时空中非零质量的Disc方程并求得平面波解。前不久,Soffel得到了Schwarzschild度规中的Dirac方程,并用数值解的形式讨论了黑洞附近的情况。     

两个schwarzschild黑洞场迭加对视界固有面积的影响

前文(科学通报,28(1983),12:716)讨论了两个Schwarzschild黑洞场迭加的时空结构,并得出了视界面积可以减少的结论。本通讯计算了视界固有面积并得到了相同的结论。 设有两个分别位于Weyl坐标系ρ=0,z=0与ρ=0,z=Z的Schwarzschild黑洞m_1和m_2。根     

事件视界望远镜对近邻星系M87中心超大质量黑洞的成像观测

<正>2019年4月10日21时,天文学家公布了人类首次拍摄到的近邻椭圆星系M87中心黑洞在1.3 mm波段的成像观测结果,看到黑洞视界的阴影,直接证明了黑洞的存在.黑洞是广义相对论关于时空和引力理论的伟大理论预言.直接证明黑洞的存在,不仅可以检验广义相对论的正确性,而且可以研究黑洞强引力场中的物理过程,解释相应的天文现象.黑洞与其他天体最本质的区别是它存在事件视界.事件视界是黑洞周围弯曲时空中的一个单向的、与外部观     

一种新的Dirac能级图

近年来,Manko等人的研究表明,在不违背Robinson-Carter定理的情况下,宇宙中可能存在着带有质量多极矩的黑洞.对质量多极矩而言,质量四极矩的引力场将成为重要部分.具有质量四极矩的一类黑洞的特性已得到初步的研究,本文采用Manko最近从真空Einstein场方程得到的严格的渐近平直黑洞解,用计算机计算并绘制出一个具有质量四极矩的稳态轴对称非Kerr黑洞时空中的Dirac能级,进而研究这种黑洞的非热辐射和黑洞内禀奇点对Dirac能级的影响.     

黑洞吸积

黑洞通常是因为聚拢周围的气体产生辐射而被发现的，这一过程被称为吸积。当吸积气体接近中央黑洞时，它们产生的辐射对黑洞的自转以及视界的存在极为敏感。对吸积黑洞光度和光谱的分析为旋转黑洞和视界的存在提供了强有力的证据。数值模拟显示：吸积黑洞经常出现的相对论喷流部分是由黑洞的自转所驱动的。     

首张黑洞照片诞生的秘密

<正>人类科学史上一大批杰出科学家,如米歇尔、拉普拉斯、霍金都曾痴迷于同一类神秘天体——黑洞,而他们无法亲眼看到的黑洞,如今已卸下神秘面纱,与全人类坦诚相见了!黑洞不仅是天文学和物理学中最重要的名词之一,也是整个科学领域中最具神秘色彩的概念之一。当一个天体足够致密时,距离其中心某个范围以内的光无法逃脱出去,这个物体就成为黑洞。光恰好无法逃脱的地方,构成一个面,即"事件视界"。事件视界外面的观测者无法看到事件视界以内,事件视界的大小也就因此代表着黑洞的大小。尽管牛顿理论也可以预言黑洞的存在,但只     

两个Schwarzschild黑洞场迭加的时空结构

本文利用文献[1]所给出的虚坐标方法讨论了两个Schwarzschild黑洞场迭加的时空结构。根据文献[1]中系2.1,我们得到如下结论,设有两个分别位于Weyl坐标系ρ=0,z=0和ρ=0,z=Z的Schwarzschild黑洞m_1和m_2,当|Z|>M_1 m_2时,一个黑洞的视界坐标不受另一个黑洞的影响。     

原初密度扰动与原初黑洞

在宇宙早期形成的黑洞被称为原初黑洞.原初黑洞反映了宇宙早期的结构,研究原初黑洞将加深我们对早期宇宙演化规律的理解.同时,将有关原初黑洞的理论计算结果和相关观测数据进行比较,可以有效地对相关理论模型加以限制.因此原初黑洞在理论和观测两方面都具有重要的研究价值.形成原初黑洞的机制有多种,本文将主要介绍大幅度密度扰动产生原初黑洞的机制."Carr-Hawking"塌缩模型被相关文献广泛采用.该塌缩模型认为原初黑洞的质量近似等于塌缩区域进入视界时的视界质量.但是,近年的数值计算结果表明临界塌缩模型更加合理可靠.在临界塌缩模型中,原初黑洞的质量应由临界质量关系给出.本文首先介绍大幅度密度扰动塌缩形成原初黑洞的一些基本概念:原初黑洞的形成条件、原初黑洞的质量、形成时间及其寿命等;然后介绍原初黑洞丰度的计算以及如何从暴涨模型的结果计算原初黑洞的丰度.     

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:     

史上首张黑洞照片的科学与技术

<正>黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的产物,也是宇宙中最神秘的天体.2019年4月10日,事件视界望远镜(Event HorizonTelescope,EHT)国际合作团队公布了利用全球的8个毫米波望远镜组成的干涉阵以约20微角秒的分辨率拍摄的首张黑洞照片,直接测量了射电星系M87中心黑洞的阴影和黑洞周围光环的大小,得到了M87中心黑洞的质量     

在BSS超对称理论中的一类J—R孤子

Jackiw和Rebbi已经证明在磁单极或双子外场中,与标量场有直接相互作用的SU(2)二重态或三重态旋量的Dirac方程具有非退化的零能C数解。在超对称理论中是否有包含旋量和磁单极(或双子)的孤子解问题是有兴趣的问题。Olive、     

弯曲时空背景下的Bose子束缚态

本文旨在证明Kerr-Newman-Kasuya时空背景下的有质量的Klein-Gordon方程,在中性Bose子极端黑洞形式(M~2=a~2+Q~2+φ~2)下存在束缚态解。在0相似文献   

稳态黎曼时空中的Hawking热辐射

稳态黎曼时空中可以定义Fock空间。如果此黎曼时空存在视界,那末视界外附近由于真空涨落而产生的虚正反粒子对可以通过隧道效应而实化。其中的负能粒子穿过隧道落入视界内,正能粒子则逃向远方。由于落入视界的负能粒子失去了几乎全部信息,出射的正能粒子必定是“热”的。黑洞的Hawking辐射、Rindler辐射和de Sitter宇宙视界辐射都属     

黑洞新图像表明存在巨型磁场

天文学家首次发现了缠绕在黑洞周围的磁场.2021年3月24日,研究人员在《天体物理学快报》在线版发表的两项研究报告称,事件视界望远镜揭示了M87星系中心超大质量黑洞周围炽热的发光气体具有磁性.这些磁场被认为在黑洞如何吞噬物质并将强大的等离子体喷射到数千光年之外的太空中起着至关重要的作用.     

银河系中存在能高速喷射行星的神秘小黑洞

一项最新研究显示,银河系中央的小型黑洞能够超速“喷射”行星。1988年,美国洛斯.阿拉莫斯国家实验室物理学者杰克.希尔斯预言,银河系中央的特大质量黑洞能破坏双子行星平衡,束缚一颗行星,并以超高速将另一颗行星喷射出银河系。自2004年以来,天文学家共发现9颗被特大质量黑洞高