Schwarzschild黑洞的力学模型及其量子化

将Schwarzschild黑洞的可观测量——质量视为动力学变量,把它的共轭量视为广义动量,构造二维相空间,通过正则坐标变换,得到了Schwarzschild黑洞的玻色简谐振子模型;利用该模型计算了Schwarzschild黑洞的质量谱;在粒子数表象求出了Schwarzschild黑洞的视界面积算符,计算出Schwarzschild黑洞的量子面积谱和黑洞熵,求出了黑洞视界面积波函数．     

Schwarzschild黑洞的广义Stefan-Boltzmann定律

利用黑洞视界面附近的熵密度,得到了黑洞的辐射能通量总是正比于黑洞视界温度四次方的结论,即黑洞的热辐射总是满足广义Stefan-Boltzmann定律。导出的广义Stefan-Boltzmann系数不再是一个恒量,当截断距离以及薄膜厚度选定后,它是一个与黑洞的质量、黑洞视界面附近的时空度规以及辐射粒子的种类有关的比例系数。得到了当截断距离和薄膜厚度取定后,距Schwarzschild黑洞遥远的观测者所接收到的辐射能通量与薄层膜内辐射粒子沿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。     

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.     

携带量子信息的Hawking辐射

首先利用Bogoliubov变换导出了Kruskal真空态与Schwarzschild真空态之间的联系,并把双模压缩幺正算符作用在Schwarzschild真空态上,得到了Kruskal真空态为Schwarzschild时空中的双模压缩真空态,并且可表示成纠缠态的形式,对应粒子的纠缠分别在视界的内部和外部区域.利用纠缠态进一步研究了Schwarzschild黑洞的Hawking辐射,得到了辐射率与Bekenstein-Hawking熵变有关,说明在黑洞辐射过程中携带量子信息是有可能的.     

带有磁单极的史瓦西黑洞的视界表面引力

在Schwarzschild黑洞时空中,通过研究Hamilton-Jacobi方程,采用tortoise坐标变换计算了带有磁单极的Schwarzschild黑洞的视界表面引力.     

球状星团中荷磁黑洞附近星的投影密度分布的计算

本文用广义相对论讨论了球状星团中荷磁黑洞附近星的投影密度分布,得到(dN/dΩ)_(q_m)<(dN/dΩ)_s,即在中心是荷磁黑洞的球状星团中每单位立体角的星数少于中心是Schwarzschild黑洞的星数。     

Schwarzschild anti-de sitter小黑洞的电磁扰动

通过数值模拟研究了在Schwarzschild anti-de Sitter小黑洞周围电磁场的演化情况．得到的两幅图显示出小黑洞周围电磁场的拟正则模和小黑洞的标量场及大黑洞的电磁场的拟正则模的不同之处．     

Schwarzschild黑洞的一种量子力学模型——玻色谐振子模型

利用 Schwarzschild 黑洞的 Hamilton 量,通过坐标交换,获得Schwarzschild黑洞的一种量子力学模型--玻色简谐振子模型.采用该模型给出了Schwarzschild黑洞的质量谱、面积谱和波函数的精确解.     

高维Schwarzschild黑洞的内部度规

本文将Gonzalez给出的Schwarzschild黑洞的内部空时度规推广到高维时空。所得到的高维时空的黑洞的内部度规在维数等于4时自动回到Gonzalez的结果。     

de Sitter-Schwarzschild正则黑洞的质量标量场扰动

采用数值计算方法对de Sitter-Schwarzschild正则黑洞在质量标量场微扰下的稳定性问题进行了探讨,并计算它在扰动下的似正则模和分析了它的性质。首先讨论了de Sitter-Schwarzschild正则黑洞的构型:具有de Sitter时空的中心,外部平滑连接Schwarzschild时空,并验证它的时空无奇性。然后计算黑洞时空中的质量标量场扰动方程,分析有效势的特性。之后再利用3～6阶WKB近似计算扰动的似正则模,计算结果表明:de Sitter中心相关的参数r₀²=3/Λ对质量标量场扰动下的似正则模影响很小;角量子数l对似正则模的作用与Schwarzschild黑洞相似;标量场的质量m²变化对似正则模的影响与Schwarzschild黑洞的情况有显著的不同,这也成为区分该黑洞与Schwarzschild黑洞的关键因素。     

带有电荷、磁荷的直线加速黑洞时空背景下标量粒子的能级

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直线加速动态黑洞周围de-sitter背景时空中标量粒子的能量分布．它不仅依赖于黑洞的质量、电荷、磁荷和加速度，还与黑洞视界的变化有关，与视界附近的四维电磁势有关．     

变加速直线运动带电黑洞的非热效应

利用弯曲时空中标量粒子运动的Hamilton-Jacobin方程,研究了变加速直线运动带电黑洞周围时空中的自发辐射.得到了自发辐射的能量条件,它不仅依赖于黑洞的质量、电荷和加速度,还与黑洞视界的变化有关,与黑洞视界附近的四维电磁势有关.     

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.     

广义相对论有效势与伪牛顿有效势的比较

比较了在牛顿力学和广义相对论框架中有效势的特征，对比了广义相对效势和两种伪牛顿有效势（PW有效势力和LC有效势）所对应的最内稳定圆轨道半径和放能效率，结果表明，PW有效势能很好地描述检验粒子在Schwarzschild黑洞赤道面上的轨道特征，LC有效势也能较好地模拟检验粒子在Kerr黑洞赤道面上的轨道特征（顺行粒子向快转黑洞吸积的情况除外）。     

Reissner-Nordstrm de Sitter黑洞的量子非热辐射

在Reissner-Nordstrōm de Sitter时空中,通过Hamilton-Jacobi方程,并用数学知识进行分离变量,研究此黑洞的量子非热辐射特征,结果表明,在此黑洞附近只要存在电势,就会有正负能级交错,从而产生了与温度无关的量子非热辐射。     

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。     

一个稳态轴对称非Kerr黑洞时空中的粒子能级与非热辐射

黑洞质量多极矩的存在和裸奇点的出现对视界附近的粒子能级分布产生强烈的影响，在非Keer黑洞视界附近有正、负能级交错区，其粒子能级交错区与稳态Kerr黑洞时空中的情形不同，稳态非Kerr黑洞的非热辐射与质量多极矩有关。     

环绕克尔黑洞的电磁场与电荷吸积

相对论天体物理中,由于黑洞附近时空弯曲相当严重,我们可以得到一些在平直时空中难以想象的有趣效应。在克尔旋转黑洞的时空背景中,磁场可以转变为电场,在此基础上,我们将讨论电荷的吸积以及克尔黑洞转变为克尔-纽曼黑洞等问题。