经典Kerr黑洞和量子Kerr黑洞系统的微正则系综理论描述与统计“自举”条件

分别从Kerr黑洞的经典谱和量子谱出发，建立了一个居于微正则系综理论描述的系统态密度 的不等式，并由此证明了Kerr黑洞满足统计“自举(bootstrap)”条件.其主要结论是对于由 大量Kerr黑洞组成的体系，在高能极限下，最可能的构型是一个黑洞将获得系统所有的质量 和全部的角动量，而且转动不会破坏黑洞的“自举”性质. 关键词： Kerr黑洞 统计“自举”问题     

霍金（Hawking．Stephen William，1942-）英国物理学家（Physicist,England）

霍金在剑桥大学获得博士学位，研究的是宇宙论中最深奥的问题。他将相对论和量子论结合在一起，提出了有关黑洞这一发生着引力坍缩现象的奇特天体的理论。他提出了两条有趣的、但仍有待于观测事实验证的看法（有关黑洞的一切看法都是如此）：第一，在宇宙大爆炸发生之际，各种质量的黑洞都是有可能生成的；因此，宇宙空间里目前仍可能存在着“微型黑洞”。第二，由量子力学可知，黑洞是可以“挥发”掉的：质量越小，“挥发”速度越高。伴随这一过程有伽玛射线产生，它可暴露出黑洞的身份。     

银河系中心存在超大黑洞天文学家又有新证据

在我们生活的银河系中心位置，藏匿着一个人肉眼无法看见的“超级黑洞”：它的直径与地球相当，质量却至少是太阳的40万倍．它“吞噬”周围的所有物质，连光也无法逃逸出去．利用国际最先进的地面望远镜阵列，上海科学家领导的一个国际小组成功拍摄到了迄今为止最接近该黑洞的“射电照片”．     

推荐一本好书——《黑洞与弯曲的时空》

爱因斯坦创立的广义相对论预言和描述了一朵至今尚未发现的灿烂鲜花———黑洞 黑洞起初被视为恒星演化的最终归宿 ,后来才发现它有着复杂的结构和丰富的内涵 它不仅有一般的力学性质 ,而且有量子性质和热性质 黑洞不是星体的演示终结 ,而是天体演化的一个中间阶段 ,它有着充沛的生命力 黑洞有温度、有热辐射 ,它的表面积正比于黑洞熵 黑洞具有负的热容量 ,发出热辐射后自身温度不仅不降低 ,反而会升高 ,因此小黑洞会发生大爆炸 研究表明 ,黑洞还有可能是通向其它宇宙的虫洞的入口 著名科学家彭若斯和霍金在发展黑洞理论的同时 ,还证…     

经典黑洞与现代黑洞视界都是2GM/c~2吗

所谓黑洞并不是引力场缩后形成的超高密度天体，而是指塌缩天体所缩入的半径为Ｒｇ的特殊的空间区域──包括光在内的任何物体或信号都不能脱离的区域．黑洞的界面叫视界，视界标志一个质量为Ｍ地塌缩天体为外界“看”见，所需占据的区域的最小值． 黑洞的概念，最早是由拉普拉斯的讨论引出的．拉普拉斯由逃逸公式，令ｖ＝光速ｃ．则得视界Ｒ为而自广义相对论提出以后，人们得到了质量为球对称分布，静止不转动，不带电荷的施瓦西黑洞的视界为于是发现施瓦西黑洞的视界与拉普拉斯黑洞的视界竟然一致． 以上是现行教科书，文章中常见的论述（…     

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．     

黑洞及其研究简况

 1939年美国科学家奥本海默和佘德尔从广义相对论出发提出具体黑洞的概念,从而翻开了人类对天体研究的新的一页。短短几十年,黑洞一直成为天体物理学家研究和讨论的热点,形成了黑洞物理学。一、经典黑洞从1915年爱因斯坦广义相对论的建立而预言黑洞存在,许多科学家对其展开了研究,并认为它是由天体坍缩形成的超致密的区域(包括光在内的任何物质都不能从该区域逃逸)。根据黑洞的不同特性将黑洞分成各种不同类型。根据质量不同将其分为小型黑洞、中型黑洞、巨大黑洞。所谓巨大黑洞是指质量超过太阳质量的100万倍以上的黑洞,它在黑洞的研究中占有重要的地位,一度认为黑洞事件视界直径与黑洞质量成正比。     

黑洞与奇点

黑洞可以说是引力最极端的体现,其视界内是个连光也逃不出去的时空区域。近来黑洞在天 文观测方面取得令人惊讶的发展,这其中包括：黑洞碰撞的引力波探测以及M87 星系的超大质量 黑洞的所谓第一张黑洞照片。但是在理论的层面上,黑洞物理尚有许多未解之谜。其中,信息遗失 的悖论是最有名的。但是,有另一个问题至少和信息的丢失一样{甚至更加{令人费解的,就是黑洞 内部的奇点性质。时空奇点是广义相对论本身无法描述的,在那里究竟发生什么事？黑洞内部的奇 点和宇宙大爆炸时的奇点有何不同？奇点是否会裸露在黑洞外面？所谓“宇宙监督猜想”的假设目 前有何进展？我们在这篇半科普的文章中简单的介绍这些课题,希望本文章对物理和数学的本科生 有所帮助。     

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。     

广义热力学第二定律

自从贝肯斯坦在1973年从经典广义相对论的角度引入黑洞墙的概念并指出、黑洞服从与热力学定律形式上类似的定律之后①,黑洞热力学就成为人们日益关注的课题。它的重要性在于:如果这个类似不仅是形式上的而且是实质性的,那么黑洞热力学不外就是普通热力学用于一个“自引力系统”的结果。这个结论将使我们对自然界的认识大大深化,使原来以为毫无联系的学科紧密联系起来,使许多物理学家的信念──自然界的任何过程都服从热力学定律──得到进一步证实。黑洞热力学的一个重要部分是广义热力学第二定律,其内容是“自然界的广义肉不能减少”。所谓…     

寻找黑洞

恒星在死亡时将发生什么变化？这是天文学上一个非常自然的问题．自从３０年代以来，已经提出了各种理论来回答这一问题。这些理论预言有超新星、白矮星、中子星和黑洞的存在，前两个已是现在比较熟悉的天体了．１９６８年发现了脉冲星，它被证认为比寻常恒星致密得多、引力场强得多的自转中子星．可是大质量恒星在中子星状态也不可能是稳定的，它的末期演化到什么状态？有没有比中子星更致密、引力场更强的天体存在？这些问题都涉及到这些预言中最奇特、最不易理解的黑洞概念． 什么是黑洞呢？简单地说，黑洞就是一个其逃逸速度超过光速的…     

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     

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     

黑洞--一种奇异的物质

1概述 黑洞，通常作为一种奇异的天体来介绍，这是因为历史上的理论研究和实际观测都是在天文学的范围内进行的．然而近来物理学家也企图在实验室加速器中把它制造出来；因为从本质上来说，黑洞就是一种物质存在的形式．物质通常以实物和场（电磁场）的形式存在，其中实物是原子分子的集合．或从目前了解的最深的层次来说，它们是由基本粒子组成的，即由夸克、轻子和光子组成．但是黑洞，我们说它是奇异的，是因为它可以说是一种质量的纯粹状态，谈不上有什么内部结构。     

两个Schwarzschild黑洞的表面几何

计算了两个Schwarzschild黑洞视界的高斯曲率、赤道周长和极向周长。研究了这些量随两个黑洞之间的距离不同而产生的变化。结果表明两个黑洞中的一个对另一个视界几何性质的影响。 关键词：     

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.     

黑洞质量被严重低估

天文学家在窥视银河系附近的一个最大星系的“心脏”时发现,位于其中心的黑洞的质量是之前预测的两到三倍,这也使它成为迄今为止在附近的宇宙中发现的最大黑洞。天文学家在2009年6月8日于加利福尼亚州帕萨迪纳市召开的美国天文学学会半年会上报告了这一发现。它意味着研究人员一直严重低估了附近宇宙中的黑洞质量。     

极端黑洞的熵和拓扑

文章作者提出,自然界中存在两种拓扑性质完全不同的极端黑,一种是Hawking提出的具体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,文章的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党派观点和黑洞相变理论的矛盾。     

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     

量子史瓦茨黑洞和暗物质

引入Sommerfeld作用量量子化条件来处理Schwarzschild黑洞的量子化问题. 发现此类量子化黑洞存在一个质量为m_G=123m_p的基态，处于基态的量子Schwarzschild黑洞不再存在Hawking蒸发和任何其他辐射，可名之曰暗星. 它的存在不仅可以解决信息丢失的疑难，而且极可能是构成暗物质的主要候选者. 关键词： 量子史瓦茨黑洞 暗物质