静态球对称黑洞热力学与爱因斯坦场方程

建立在广义相对论基础上的黑洞理论与热力学定律之间有着深刻的内在联系.具体考虑球对称黑洞,研究表明通过史瓦西黑洞和Reissner-Nordstrom黑洞在其视界附近的爱因斯坦场方程可以直接得到对应的黑洞热力学第一定律.这揭示了爱因斯坦引力场方程与黑洞热力学的关系,表明了在广义相对论理论框架下黑洞热力学规律的必然性.     

《相对论、宇宙与时空》连载⑧——相对论预言的天体(黑洞)(下)

5 黑洞热力学 人们认为激发态的黑洞具有生命力,而基态的黑洞则是一颗死亡的星,是恒星演化的最后归宿.基态的史瓦西黑洞除去能不断吞食物质外,不会再有任何物理过程.然而,这个认识很快就被推翻了,基态的黑洞,实际上也是一颗充满生命力的活跃的星.我们先看一下黑洞的"无毛定理"和"面积定理"[3-14].     

环面黑洞的热力学函数

本文把宇宙学常数看成与压强相当的动力学变量,研究了环面黑洞的热力学函数.计算得到环面黑洞的状态方程,环面黑洞的Smarr关系.然后通过计算其欧氏作用量得到了吉布斯函数,并进一步求得环面黑洞的自由能、内能和热力学焓,以及环面黑洞的定压热容和定容热容.结果表明:环面黑洞没有范德瓦耳斯型的相变.环面黑洞的定压热容大于零,定容热容等于零,故是一个稳定的热力学系统.     

Reissner-Nordstrom黑洞中带电粒子由隧穿导致的Hawking辐射的进一步讨论

以Reissner-Nordstrom黑洞(R-N黑洞)为例，从黑洞热力学定律出发，对R-N黑洞中的带电粒子的量子隧穿效应进行了重新分析.将作用量的虚部重写成黑洞热力学定律的形式后，发现在Parikh工作框架下的量子隧穿效应与黑洞热力学的第一、第二定律有潜在的联系；而且，如果认为量子隧穿过程为可逆过程，则量子隧穿效应中的结果与黑洞热力学第一、第二定律是一致的.换而言之，Parikh的结论只对可逆过程成立. 关键词： Reissner-Nordstrom黑洞 黑洞热力学定律 隧穿 可逆过程     

满足热力学第三定律的修正的黑洞的熵公式

认为黑洞的熵正比于视界面积的熵公式S=A/4不能满足热力学第三定律,提出了新的熵公式,它既能满足热力学第三定律,又能推出黑洞的温度的表达式. 关键词： 黑洞 熵 热力学第三定律     

Kiselev黑洞的热力学性质和物质吸积特性

本文考虑带有黑洞视界和宇宙视界的Kiselev时空.研究以黑洞视界和宇宙视界为边界的系统的热力学性质.统一地给出了两个系统的热力学第一定律;在黑洞视界半径远小于宇宙视界半径的情况下,近似地计算了通过宇宙视界和黑洞视界的热能.然后,探讨Kiselev时空的物质吸积特性.在吸积能量密度正比于背景能量密度的条件下给出黑洞的吸积率,讨论了黑洞吸积率与暗能量态方程参数的关系.     

广义不确定关系与黑洞附近的热力学量

利用广义不确定关系修正的态密度计算了一般球对称静态黑洞附近无质量共形不变标量场、中微子场、电磁场、无质量Rarita-Schwinger场和引力场的热力学量.结果表明，黑洞附近的热力学量不仅依赖于黑洞的特征，还依赖于粒子的自旋和最小距离的尺度. 关键词： 广义不确定关系 一般球对称静态黑洞 热力学量     

黑洞面面观

 黑洞是目前物理学和天文学研究的一个热点。黑洞性质涉及到物理学的基本规律和时空属性,现有的发现暗示人们:热力学与时空性质之间可能存在着深刻的内在联系,对黑洞理论的进一步探索有可能导致物理学的另一场革命。因此自20世纪60年代以来,黑洞研究吸引了越来越多的爱好者的注意。特别是自1973年霍金发现黑洞存在热辐射之后,黑洞理论已发展为一个包括量子论、相对论、统计物理、天体物理和微分几何在内的多学科理论,黑洞研究已成为多学科的交叉点。黑洞的形成黑洞是如何形成的呢?我们知道:通常的恒星是靠万有引力的吸引效应将物质聚集在一起。     

漫谈熵

熵是物理中的一个既重要又微妙的概念。文章从物理学引入熵谈起,依次讨论熵与热力学第二定律、熵的统计力学定义、熵增与基础物理理论的矛盾,以及时间箭头与玻尔兹曼大脑,最后介绍著名的黑洞熵。     

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。     

两学分“统热”课程的探索与实践

本文介绍近年来内蒙古大学为应用物理、电子科学与技术专业开设2学分"统计热力学"(热力学与统计物理学)课程的教学方案设计及教学实践.该课程在32学时的授课中,可做到基本理论、方法及应用几个方面的统筹兼顾,且保证了热力学与统计物理课程知识体系的系统性和完整性.     

简单体系温度涨落的发散问题

平衡体系热力学推导涨落的前提是涨落必须很小，如果得到一个发散的结果说明这一涨落是不可靠的.对一些体系温度涨落的热力学结果，在温度趋于绝对零度时是发散的，这时必须用统计物理来处理.对这些体系进行统计物理处理的结果表明，涨落在温度趋于绝对零度时是趋于零的. 关键词： 热力学与统计物理 涨落     

有限系统中的若干热力学问题

对偏离热力学极限条件的有限系统中的若干基本热力学问题作些探讨.结果表明,尺度效应使系统产生一系列新的物理特性,使得统计物理教科书中诸多人们熟悉的结论对有限系统不再适用.     

黑洞的普朗克绝对熵公式

利用黑洞热力学第一定律和第三定律分别导出黑洞的普朗克绝对熵公式,该公式表明黑洞熵与黑洞视界的全面积成正比.并进一步证明了黑洞的普朗克绝对熵就是经典热力学熵 关键词： 黑洞 视界 视界温度 普朗克绝对熵     

用热力学方法研究荷电黑洞的反作用

应用近几年来我国学者提出的热力学方法，研究了Ｒｅｉｓｓｎｅｒ－Ｎｏｒｄｓｔｒｏｍ黑洞的反作用，成功地得到了考虑反作用后，ＲＮＢＨ的能量、熵的表达式。     

非对易时空下Gibbons-Maeda dilaton黑洞和Garfinkle-Horowitz-Strominger dilaton黑洞的热力学性质

以Gibbons-Maeda dilaton黑洞和Garfinkle-Horowitz-Strominger dilaton黑洞为例，研究空间的非对易性对黑洞热力学性质的影响.通过对比对易时空中Gibbons-Maeda dilaton黑洞和非对易时空中Garfinkle-Horowitz-Strominger dilaton黑洞的温度，得出如下结论：从对黑洞热力学性质产生影响这一角度来说，时空的非对易性和黑洞的荷(电荷或磁荷)有相似的作用.     

论Gibbs方程的热力学本性及热力学函数的物理意义

对Gibbs方程的热力学本性作了再认识,论述了热力学函数U、H、A、G的物理意义,尝试从一般的运动和势能的关系上理解热力学．     

考虑Hawking蒸发对Schwarzschild时空反作用后的静态球对称度规

由于黑洞具有Hawking辐射，它对时空必有影响(所谓反作用).结合用热力学方法研究黑洞反作用问题所得结果.应用求解考虑辐射场存在时的半经典爱因斯坦场方程.得出考虑Hawking蒸发对Schwarzschild时空反作用后的静态球对称度规.由此所得一切物理结论都是自洽的. 关键词：     

具有双旋转参数5维黑洞的Cardy-Verlinde公式

对具有双旋转参数的5维时空中,黑洞视界的热力学参量与宇宙视界的热力学参量进行了研究 .发现宇宙视界的熵能写为Cardy-Verlinde公式的形式,而黑洞视界的熵要写成Cardy-Verl inde公式的形式,必须用Abbott 和Deser的方法,计算具有双旋转参数5维黑洞的质量.通过研究,给出了具有双旋转参数5维黑洞各热力学参量之间满足的关系式,即热力学第一定律的微分式. 关键词： Cardy-Verlinde公式 Casimir能量 de Sitter时空     

克尔-纽曼-反德西特黑洞的有效热力学性质

首先分析Reissner-Nordstrm-反de Sitter黑洞的有效左系统和右系统的热力学性质,然后分析更一般的克尔-纽曼-反德西特(KN-AdS)黑洞的情况,计算其相应的左系统和右系统的有效热力学量.在极限情况下,KN-AdS黑洞的有效热力学右系统满足能斯特定理,但有效左系统是一个有限温度系统. 关键词： 克尔-纽曼-反德西特黑洞 有效系统 极限情况 能斯特定理