Kerr解的新形式及其隧穿辐射

Parikh最近将黑洞辐射视为半经典的隧穿过程,在考虑了自引力相互作用后,得出静态球对称Schwarzschild和Reissner-Nordstrm黑洞的辐射谱不是纯热谱.采用Doran给出的Kerr黑洞解的新形式,将Parikh的工作推广到Kerr黑洞,研究转动黑洞的隧穿辐射,得到了修正的辐射谱,它与黑洞的Bekenstein-Hawking熵变有关,不是纯热谱,但满足量子力学中的幺正性原理. 关键词： Kerr黑洞 隧穿辐射 自引力修正 Bekenstein-Hawking熵     

时间之箭知几许?

 四、黑洞的时间之箭1972年,著名物理学家惠勒(J．A．Wheeler)和他的研究生贝肯斯坦(J．D．Bekenstein,现任以色列纳吉夫大学教授)一起,提出一个关于黑洞的关键性见解,即当星体发生引力坍缩形成黑洞或外物落入已经形成的黑洞时,星体物质或外物部将毫无例外.     

圈量子引力追踪黑洞演化

<正>黑洞是用多种方法观察到的数量众多的奇异天体。我们看到物质落入黑洞,但是不知道物质到达黑洞中心时发生了什么。宾夕法尼亚州立大学Abhay Ashtekar和Javier Olmedo以及路易斯安那州立大学Parampreet Singh指出,圈量子引力——对引力进行量子力学描述的一种理论——预言时空继续穿过黑洞的中心,进入一个未来新区域,该区域具有白洞内部的几何结构。白洞是黑洞的时间反     

声学黑洞简介

介绍了一种引力黑洞的类比模型———声黑洞.从几何声学和物理声学两方面对其类比原理进行了分析,介绍了声黑洞的定义及其结构参数.回顾了在声黑洞的研究历程中所取得的重要进展,分析指出声黑洞的研究目前存在的理论和实验上的困难,并对未来的研究进行了展望.     

星系核中的黑洞

黑洞是根据严谨的物理规律预言的一种奇特天体.Laplace在1798年根据牛顿引力理论,Oppenheimer和 Snyder在1939年恨据广义相对论都预言了黑洞的存在.黑洞是可以依不同途径形成的.三十多年来对黑洞的研究工作,主要集中在晚期恒星的引力坍缩这样一条途径上.这样形成的黑洞,其质量只比太阳大几倍.近年来,为了解释有关星团、星系核和类星体的一些现象,讨论过极大质量的天体经引力坍缩形成黑洞的途径.例如,Lynden-Bell等[1,2]基于对类星体空间密度的分析,提出了星系核就是类星体的中心部分引力坍缩后的产物,星系核中具有质量约为108M。的巨大黑…     

反德西特黑洞的相变及其微观结构

正自从广义相对论建立之后,黑洞一直是理论物理研究和天文观测的焦点。从经典的角度来看,黑洞的引力之强,使得没有什么粒子,甚至光子,能够逃离它。然而在考虑了弯曲时空中的量子场论后,先驱Hawking和Bekenstein等人指出黑洞系统具有温度和熵,于是黑洞这一强引力系统便被映射到了一个热力学系统。随后,黑洞系统的四大热力学定律也被建立起来了。另一方面,黑洞的温度和熵都依赖于万有引力常数和普朗克常数,这一性质说明黑洞的热力学与     

高能天体物理前沿鸟瞰(下)

 中子星的质量有一个上限,其值大约在3个太阳质量左右.质量大于上限的星,引力坍缩后不能形成稳定的中子星,而将形成黑洞.黑洞是引力非常强的空间范围,其中的光也不能逃离黑洞.黑洞的可能存在,象中子星一样,也是三十年代就预言了.同样,它也是直到六十年代才受到重视,成为天体物理中最常见的名词之一.     

黑洞的特征声音

正黑洞是时空中的一个区域,任何东西都不能从这个区域里面跑出来。跑不出来的原因,是因为这一区域存在极强的引力,即使是宇宙中跑得最快的光,也逃脱不了其吸引,这使得该区域在光学上是不可见的,所以称之为黑洞。形象地讲,黑洞像是空气中一个不透明的气泡。气泡的边缘,是黑洞的视界;视界之内,外部是看不见的。与气泡不同的是,黑洞内部存在奇点,接近奇点处,引力变得无限大,人们熟知的物理理论在这里失效。对黑洞更深入的理解,是当今理论     

引力彩虹时空中Kerr黑洞的熵谱和面积谱

利用黑洞的绝热不变性,研究了引力彩虹时空中Kerr黑洞的熵谱和面积谱.首先,在引力彩虹时空背景下,计算了Kerr黑洞的绝热不变作用量,并将其与玻尔-索末菲量子化条件相结合,给出了黑洞的熵谱.得到的熵谱没有引力彩虹时空本身具有的粒子能量依赖性,且是与经典Kerr黑洞中原始贝肯斯坦熵谱相同的等间距熵谱.然后,根据黑洞热力学第一定律和黑洞熵谱,给出了与原始贝肯斯坦谱不同的面积谱.该面积谱是非等间距的,而且有对黑洞面积的依赖性,但不依赖于探测粒子的能量.面积谱表明,随着黑洞面积的减少,面积间隔逐步变小;当黑洞达到普朗克尺度时,面积量子可降为零.这表示黑洞面积不再减少,黑洞出现辐射剩余.而在忽略色散关系的修正效应或在大黑洞极限下,面积谱的修正项可以忽略,引力彩虹Kerr黑洞面积谱可以回归到原始贝肯斯坦谱.此外,对引力彩虹时空Kerr黑洞的熵进行了讨论,得到了带有面积倒数修正项的黑洞熵,分析了黑洞熵的量子修正与面积谱量子修正的一致性.     

黑洞热力学、引力的全息性及时空呈展性

 黑洞热力学揭示引力具有全息性质。这是过去十几年中人们对引力本质认识的重要进展。本文将介绍黑洞热力学,引力的全息性质及其在强耦合系统中的应用,以及热力学和时空动力学关系等方面在近些年的一些研究进展。     

你相信有黑洞吗——从理论探讨和个别观测事例质疑黑洞的存在

“黑洞（Black Hole）”这个名词是美国物理学家John Wheeler在1968年发表的一篇文章中提出来的．他不愿意用“引力坍缩物体（Gravity Collapsed Objects）”这样的名词，希望创造一个较简洁、概括性好的词汇，他认为“黑洞”一词响亮、有号召力．     

黑洞趣闻

 在前一篇文章中我们曾指出,星球的大小越接近引力半径,时钟走得越慢.这就是说从一个远离黑洞的观察者看来,黑洞附近强引力场中任何过程的进程都变慢了.     

黑洞量子力学基础研究

引进微观粒子超引力坍缩与超黑洞理论 ,研究黑洞基本粒子分布规律及时空结构。     

变速条件下的局部瞬时空时对称理论

本文提出了处理引力问题的一种可能的设想。采用牛顿引力公式,得到广义相对论中的史瓦西度规;如果考虑质速关系,则得到一种新的度规,否定了黑洞理论。     

光子芯片中类比引力的研究

探索和理解引力场弯曲时空的本质一直是人类孜孜不倦追求的目标。尤其最近天文学上两大事件:激光干涉引力波天文台探测到引力波信号以及事件视界望远镜拍到黑洞的影子,进一步激发人类对古老而神秘引力的兴趣。尽管人类在探测引力现象的天文实验技术上取得了巨大的进步,但是对于有些引力现象的研究仍然面临着挑战,特别是与引力有关的量子效应。另一方面,类比引力系统为人类研究引力效应提供了一个新的实验平台,它可以在实验室环境下研究目前天文观测仍面临挑战的引力现象,例如黑洞附近引力场的量子效应。文章将介绍以光子芯片作为一种类比引力的实验体系而实现的引力场弯曲时空的模拟与研究。     

应该界定黑洞的“最大半径”和“最小半径”

 有关黑洞的习题在近几年的复习资料中经常出现,通过题中给出的一些有关物理量来估算黑洞的“最大半径”。那么什么是黑洞?一颗内部燃烧尽了的大质量恒星由于自身的引力作用,外壳不断向中心坍塌缩小,最后就会形成致密的黑洞。黑洞是宇宙中的实体微粒,它们的体积趋向于零,而密度几乎是无穷大,由于具有强大的引力,物体只要靠近这个微粒,就会被强大的引力吸入,连光也不能幸免。也就是说,没有任何信号能够从黑洞的作用范围内传出,人类无法看到里面的情形---对于观测者来说,那就是漆黑一片---这也是黑洞名字的由来。既然如此,那么衡量黑洞的大小只能用其作用范围(即“视界”)的“半径”来表示。     

从霍金的新思想看物理学中的联系与反联系规律

 一按照爱因斯坦广义相对论的理论,宇宙间存在着一个巨大的暗天体,1969年,美国物理学家约翰·惠勒称这种暗天体为“黑洞”,意思是“引力完全坍缩物体”。经典物理认为,黑洞有一个封闭的视界面,即黑洞的边界。外来的物质能够进入视界,而视界内的任何物质均不能逃出视界。黑洞只能吸收,不能发射,因而是漆黑一团。对于这种观点,历来没有人怀疑。1974年,英国坐在轮椅上的青年物理学家史蒂芬·霍金(1942～)对上述关于黑洞的经典理论提出了挑战,发表了关于黑洞辐射的著名论文,在物理学界引起震动。     

在黑洞附近检验万有引力

<正>射手座A*是位于银河系中心的一颗巨型黑洞,其强大的引力为人们提供了一个理想的场所来检验引力理论(包括广义相对论GR)。之前人们往往用较低质量的天体(如太阳或白矮星)作这类检验,而现在GRAVITY合作组则用围绕射手座A*黑洞做轨道运动的恒星来检验。尽管科学家再三证实了GR的     

黑洞温度的奇异特性—量子温度

从经典理论看来，黑洞温度只能是绝对零度．只有考虑了黑洞的量子效应之后，黑洞才具有以视界引力加速度所标志的确定温度值．本文讨论了黑洞温度的这一奇异特性．     

对Reissner-Nordstr?m-anti-de Sitter黑洞Hawking隧穿辐射的研究

在考虑粒子间的自引力相互作用后, 首先采用Parikh-Wilczek的半经典隧穿方法对带电粒子与不带电粒子在Reissner-Nordstrm-anti-de Sitter黑洞视界处的隧穿辐射特征进行了研究. 其次, 推广复路径方法对该黑洞的辐射谱进行研究. 两种方法所得的结果都支持Parikh-Wilczek的观点, 即黑洞的隧穿率Bekenstein-Hawking熵变有关, 真实的辐射谱不是纯热谱. 关键词： 带电黑洞 隧穿率 自引力修正 复路径法