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.     

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．     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

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.      

Schwarzschild de Sitte黑洞的面积谱

结合Maggiore关于QNMs的新解释和黑洞热力学第一定律,我们对de Sitter时空中Schwarzschild黑洞在接近极端情况下的面积谱进行了讨论.其结果表明,面积谱和熵谱是等间隔的,与黑洞的参数无关.     

黑洞—宇宙的奇观

恒星是靠着核燃烧提供的量来保持它内部压力的,晚期恒星因热核反应产生引力坍缩现象而形成黑洞,这是经典的黑洞模型,它被描述为只进不出（光线也在内）的无底深渊。如果物质掉干电池黑洞,则宇宙中物质的熵就会减少,这违背了热力学第二定律,因此,宇宙的总熵应包括两部分;黑洞的熵和黑洞外物质的熵,这样修正,可使热力学第二定律更具普遍意义。     

J D Bekenstein黑洞热力学理论的内在桎梏

J D Bekenstein将正能谱条件下(即通常低密度条件下)建立的热力学(主要是它的熵增原理)形式地推广到负能谱条件下的自引力系统，这样一来必然带来许多矛盾．笔者从几个重要方面分析了Bekenstein热力学中存在的内在桎梏.     

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.     

吸积盘中心黑洞的熵变与 B-Z 过程

分别在薄盘和厚盘两种情况下,详细讨论了纯吸积过程和Ｂ－Ｚ过程中吸积盘中心黑洞的熵变．结果表明,中心黑洞各参量在Ｂ－Ｚ过程中的变化率与在纯吸积过程中的变化率之差与盘结构无关,而且与Ｂ－Ｚ过程的辐射功率成正比．在Ｂ－Ｚ过程中黑洞熵的变化率总是大于纯吸积过程中黑洞熵的变化率,二者之差来自中心黑洞延伸视界上的耗散功率．此外,还讨论了黑洞热力学定律在上述盘吸积过程中的有效性．     

Quintessence黑洞的量子隧穿效应以及黑洞遗迹

天文观测发现了暗能量的存在,因此可以讨论暗能量所包围的静态球对称黑洞。运用了Parikh的量子隧穿模型,研究了Quintessence黑洞的量子隧穿过程以及黑洞遗迹问题。结果表明,在能量守恒的条件下,黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关,辐射谱不再是严格的纯热谱。在考虑一级修正后得到具有对数项的粒子隧穿几率,并讨论了黑洞遗迹的存在的可能性。     

Gibbons—Maeda Dilation黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿方法，研究了静态球对称Gibbons—Maeda dilation黑洞的量子隧穿效应．当考虑粒子的自引力作用和能量守恒时，Gibbons—Maeda dilation黑洞视界处的粒子隧穿率与Bekenstein—Hawking熵有关，黑洞真实的辐射谱不再是严格的纯热谱．本文所得隧穿率在特殊情况下与Schwarzschild黑洞的结果一致，在忽略ω的高次方项的条件下，可以得到Gibbons—Maeda dilation黑洞辐射的纯热谱．     

对稳态轴对称NUT-Taub黑洞隧穿辐射特征的研究

采用量子隧穿辐射的新方法,并考虑到能量守恒,深入研究了稳态轴对称NUT-Taub黑洞的隧穿辐射特征.结果表明,黑洞视界处粒子的隧穿牢与Bekenstein-Hawking熵有关,其真实的辐射谱不再是纯热谱.     

黑洞在超辐射散射中物理特性分析

以超辐射散射为模型,计算了黑洞辐射的能量、能层中能量的最大值以及在辐射过程中黑洞热力学参量的变化等。     

黑洞吸积盘径向参量的演化

利用黑洞吸积盘演化的基本方程组 ,在纯吸积情况下 ,求得了薄、厚吸积盘及一般厚吸积盘的黑洞视界半径rH的演化方程 .证实了中心黑洞与吸积盘相互影响的基本性质 ,并得到一些新的结果 .黑洞视界半径rH演化并非完全单调 ,其演化特性与吸积盘的类型有关 :对于薄盘 ,rH单调递增 ;对于临界厚盘 ,rH先增后减 ;对于一般厚盘 ,rH先增后减再递增 .还讨论了吸积盘内边缘与黑洞视界间隔的演化 .