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:     

Kerr-Newman-Kasuya时空中荷电荷磁Dirac粒子的Hawking辐射与内禀奇异区的热辐射

把磁单极子概念应用到黑洞理论中,得出了双子黑洞,即Kerr-Newman-Kasuya黑洞,对双子黑洞的量子效应已有了一些讨论。在本文中,我们讨论了任意Kerr-Newman-Kasuya黑洞视界曲面上荷电荷磁Dirac粒子的Hawking辐射与内禀奇异区的热辐射,利用对称零标架技巧,计算了旋系数,导出了Dirac方程,并在视界曲面附     

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     

高维时空标量粒子的Hawking辐射

1974年Hawking首次提出黑洞能够辐射粒子的量子理论,他用的是正在坍缩着的星体模型,理论上预言的这种效应叫Hawking辐射,虽然Hawking辐射还没有被实验所探测到,伹在过去十多年间曾引起理论物理学家的重视。许多作者用不同观点,不同方法研究过Hawking辐射。但是,他们只研究了标量粒子的Hawking辐射,我和刘辽等曾把这一研究推广到Dirac粒子。     

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。     

2+1维荷电蒸发黑洞的Hawking辐射

起因于Hawking辐射的黑洞量子力学不稳定性的发现是近20年来量子场论中的最重要进展之一.这个重要的理论发现,不仅解决了黑洞热力学中存在的矛盾,而且深入地揭示了量子力学、热力学和引力论之间的内在联系.由于蒸发和吸积等物理过程,宇宙中黑洞必然是随时间变化的.因此深入研究这类黑洞的Hawking辐射,显然对于人们完整认识黑洞这种暗天体是有着重要意义的低维引力理论研究是理论物理中近几年来的一个热门课题,它对于量子引力理论研究有着重要的意义,相应的低维黑洞研究也日趋活跃.在文献[9,10]中分别对1+1维和2+1     

关于黑洞熵的物理意义的探讨

七十年代初,Bekenstein在黑洞物理学中引进了黑洞熵S_(BH)的概念。在Hawking发现了黑洞的“蒸发”现象后,黑洞熵作为黑洞热力学的基本概念得到了广义相对论工作者的     

Kerr-de sitter时空中任意自旋的统一场方程在视界附近精确解

界附近的精确解。这对于研究kerr-de sitter时空中粒子的产生和视界附近粒子的Hawking辐射都是有用的。例如用本文结果可以证明kerr-de sitter时空中零质量中微子产生。关于这个问题详细讨论     

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:     

动态Dilaton-Maxwell复合场及其黑洞的Hawking辐射

自从Balbinot使用并推广Davies等的方法来研究考虑到反作用时的蒸发黑洞的Hawking辐射,这一领域引起了人们广泛的兴趣.在导出蒸发黑洞度规的过程中,一般均在能动张量中引入发光率(Luminosity)为L的辐射作用项,从而将黑洞质量的减少归结为向外辐射流的作用.Dilaton-Maxwell复合场中除了电磁场外还存在着中性标量场(Dila ton场).标量-张量(ST)引力理论现在仍被认为是基础引力理论的一种允许的扩展形式.最近Turyshev利用弦理论给出Dilaton-Maxwell复合场一静态球对称解,并证明Dilaton荷     

处理黑洞反作用的一条新途径

本文介绍一种在考虑反作用的情况下确定黑洞温度的新方法。在Vaidya情况得到与前人一致的结果。 在考虑反作用的情况下,蒸发黑洞的辐射温度通常用二维模型来进计算。其理论基     

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     

黑洞与量子引力

黑洞(这一奇异的宇宙真空吸尘器,通常是当恒星体积坍缩到无限小,密度无限大时形成的)多年来一直是天文学家们所认识的最简单而同时又是最混乱的天体。说其简单,是为其性质仅是由质量、电荷及角动量这三个量决定的。说其混乱,是因其具有比宇宙中任何已知天体都高的熵(内在混乱的统计量)。从七十年代初以来,科学家们对黑洞熵的物理意义一直感到迷惑不解,当时剑桥天体物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)确认:既然黑洞辐射出     

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     

关联与黑洞信息丢失问题

霍金计算发现黑洞会发出热辐射.由于热辐射之间不存在关联,因此辐射粒子无法将信息携带出黑洞,伴随着霍金辐射,黑洞内部的物质信息逐渐丢失.量子力学幺正性要求信息守恒,黑洞信息丢失与量子力学幺正性存在明确的冲突,此即黑洞信息丢失之谜.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.霍金最初的计算中没有考虑辐射粒子的反冲,得到的辐射谱为纯热谱.后来, Parikh和Wilczek的计算表明,如果计入辐射粒子的反冲,则辐射谱可能会轻微地偏离热谱.本文首先介绍了Parikh和Wilczek使用包含辐射粒子反冲的量子隧穿方法得到的非热谱.其次,介绍了张保成等人在非热谱基础上证明黑洞辐射粒子之间存在关联,并且黑洞辐射过程信息守恒的工作.最后,介绍了黑洞辐射之间如何产生关联的一种可能的物理机制,黑洞辐射粒子之间的引力关联可以携带信息,使得黑洞辐射过程中信息守恒.     

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     

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     

黑洞热力学第零定律的恰当表述

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K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,真正的热力学第零定律应该是指“热平衡具有传递性”。由此可以证明热力学系统存在一个表征热平衡状态的态函数——温度。“处于热平衡的物体,各点有相同的温度”只不过是热力学第零定律的一个推论。     

黑洞新图像表明存在巨型磁场

正事件视界望远镜的数据显示出M87星系黑洞附近发出的光的方向。事件视界望远镜拍摄到的M87星系黑洞新图像揭示了该黑洞周围旋转的物质所发射的光波的偏振(亮线)。这种偏振与黑洞的磁场有关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。     

Kerr-Newman-Kasuya-De Sitter黑洞的非热辐射

黑洞的热辐射-Hawking辐射已有了许多讨论。我们知道黑洞还存在着另一种辐射,与温度无关的自发辐射——非热辐射。最近赵峥(北京师范大学学报(自然科学版),