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     

黑洞趣闻

 人们常把“黑洞”、“白洞”、“空洞”称之为宇宙三怪.美国“哈勃”太空望远镜发回的NGC7457照片,使众多的天文学家为之鼓舞.因为围绕黑洞是否存在,人们已经苦苦追寻它将近200年了.由中国科技大学研究生院丁亦兵教授编译的《黑洞趣闻》系列文章,妙趣横生地叙述了人们是怎样探索黑洞这一当代科学“六大悬案”之一的奥秘的,希望有更多的学者、科普作家写出这类好文章.     

一般球对称带电蒸发黑洞的温度

从视界附近的KleinGordon方程出发,准确地定出了一般球对称带电蒸发黑洞的Hawking温度和辐射谱,同时计算出事件视界方程.所得结果与用零曲面方程得到的结果一致 关键词： 蒸发黑洞 视界 辐射     

认识黑洞的首个直接“视觉”证据

2019年4月10日,由黑洞事件视界望远镜（Event Horizon Telescope,EHT）合作组织协调召开新闻发布会,全球多地同时发布了黑洞的首个直接“视觉”证据。作为人类捕获的首张黑洞照片,它展示了5500万光年外的椭圆星系M87中心超大质量黑洞的图像,看到了黑洞“阴影”和周围环绕的新月状光环。EHT的此次观测结果从强引力场的角度验证了爱因斯坦广义相对论,有助于研究黑洞的吸积以及喷流的产生。文章着重介绍为什么给黑洞“拍照”,选择哪些黑洞模特“拍照”,如何给黑洞“拍照”,获得的数据经过怎样的后期处理和分析才能生成大家看到的“照片”;此外还将介绍在此次合作项目里的中国贡献,最后对黑洞高分辨率成像领域进行展望。     

Vaidya-Bonner黑洞的熵

从零曲面方程出发,得到了VaidyaBonner黑洞的视界;利用KleinGordon方程和薄膜BrickWall模型,并采用WKB近似方法,求出了VaidyaBonner黑洞的熵,所得的熵正好与该黑洞的视界面积成正比. 关键词： 黑洞 熵 薄膜Brick-Wall模型 视界     

黑洞

 自从宇宙原初火球发生大爆作以来,两百亿年过去了,宇宙间的万事万物,都在不停地发生着变化.而唯一不变的,就是时空的拓扑结构.在我们的时空拓扑的框架之内,大质量星体演化的最终产物之一,就是黑洞的形成.现代广义相对论理论预言,黑洞将大量地存在于我们的宇宙之中.所以,我们说黑洞不仅是天体物理学家的研究对象,而且是一些科幻小说家的热门话题.     

Vaidya-Bonner-de Sitter黑洞对狄拉克粒子的热辐射

分析讨论了Vaidya-Bonner-de Sitter黑洞视界附近的狄拉克方程,准确地定出了Vaidya-Bonner-de Sitter黑洞的Hawking温度和辐射谱，同时计算出事件视界方程，所得结果与用零曲面方程得到的结果一致. 关键词： 黑洞 视界 狄拉克方程 热辐射     

黑洞的视界面公式

从零曲面方程出发,导出了黑洞视界面的普遍公式.利用高登方程验证了该公式的正确性,并利用该公式求出了任意加速含荷黑洞的视界. 关键词： 黑洞 视界 零曲面 乌龟坐标变换     

Kerr-Newman-de Sitter黑洞辐射谱和熵修正

本文延拓Damour-Ruffini方法,研究Kerr-Newman-de Sitter黑洞的Hawking辐射.在保持时空中总能量,总角动量和总电荷守恒的条件下,考虑辐射粒子对时空的反作用与黑洞事件视界和宇宙视界的相互关联后,得到了黑洞辐射谱.此辐射不再是严格的纯热谱与黑洞事件视界和宇宙视界对应Bekenstein-Hawking熵变有关.研究发现其结果仍然符合幺正性原理. 同时给出了黑洞Bekenstein-Hawking熵的修正项. 使人们对黑洞热辐射的研究有了进一步的认识.     

Kerr-Newman-de Sitter黑洞辐射谱和熵修正

本文延拓Damour-Ruffini方法,研究Kerr-Newman-de Sitter黑洞的Hawking辐射.在保持时空中总能量,总角动量和总电荷守恒的条件下,考虑辐射粒子对时空的反作用与黑洞事件视界和宇宙视界的相互关联后,得到了黑洞辐射谱.此辐射不再是严格的纯热谱与黑洞事件视界和宇宙视界对应Bekenstein-Hawking熵变有关.研究发现其结果仍然符合幺正性原理.同时给出了黑洞Bekenstein-Hawking熵的修正项.使人们对黑洞热辐射的研究有了进一步的认识.     

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.     

用量子隧穿法研究带质量四极矩静态黑洞的Hawking辐射

对带质量四极矩的静态黑洞Hawking辐射的隧穿过程进行了简单直接的推导，得到了热谱.因推导过程应用了能量守恒定律，故真正的辐射不一定是纯热的.这一结果支持了这样一种观点：隧穿的辐射携带信息是可能的. 关键词： 黑洞 辐射 隧穿 能量守恒     

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。     

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。     

Gibbons-Maeda dilaton黑洞的全息熵

依据全息原理,通过计算Gibbons-Maeda dilaton黑洞事件视界上量子场的统计熵,得到了该黑洞的全息熵和Bekenstein-Hawking熵.计算中利用非对易量子场论,克服了普通量子场论中态密度在视界上的发散困难,避免了黑洞熵热气体方法中紫外截断的引入.用留数定理克服了计算中的积分困难,所得的结果定量成立.研究表明,黑洞熵可以视为其视界上量子场的熵;通过计算视界上量子态的统计熵可以得到黑洞熵,计算中可以且应该避免视界外量子态的影响. 关键词： 黑洞熵 全息原理 事件视界 非对易量子场论     

一般球对称带电蒸发黑洞的熵

从一般球对称带电蒸发黑洞的时空线元和零曲面方程出发,得到了该黑洞的视界;利用KleinGordon方程求得波数,进而采用WenzelKramersBrillouin近似方法和薄膜brickwall模型,求出了一般球对称带电蒸发黑洞的熵,所得的熵正好与该黑洞的视界面积成正比 关键词： 黑洞 KleinGordon方程 熵 薄膜brickwall模型 视界     

黑洞熵无截断薄层模型的改进与推广

将广义测不准关系引入薄层brick wall模型，撇开截断因子计算黑洞熵的方法于2002年首次 提出.当时这个方法尚存在一些问题，只得到了熵的上限与视界面积成正比.对这个方法做了些改进，得到熵与视界面积成正比的结果，并讨论了比例因子与广义测不准关系中二阶项待定系数的关系.然后把这种方法推广到非球对称的Rindler视界，得到了预期的结果.揭示了黑洞熵与引力场量子化之间的关系. 关键词： 广义测不准关系 黑洞 熵 Rindler视界     

动态广义球对称含荷黑洞的量子熵

计算了广义球对称含荷黑洞视界上标量场的量子态数和自由能，得到了黑洞熵与视界面积成 正比的结论，表明黑洞熵就是其视界上的量子态的熵．考虑广义不确定原理对黑洞熵的影响 ，采用二维膜模型，克服了brick-wall模型中的发散困难，计算中无须任何截断，且brick- wall模型中的小质量近似也可以避免．对视界外二维膜上的量子场的熵做了级数展开讨论， 得到了一些值得探讨的结论． 关键词： 广义不确定原理 黑洞熵 视界 截断     

球对称动态黑洞Dirac场的统计熵

利用改进的brick-wall模型，计算最一般球对称动态黑洞Dirac场的统计熵.结果表明，任一时刻黑洞熵都与黑洞事件视界面积成正比.特别是给出了动比例系数的计算公式，通过计算动比例系数，可直接得出各种球对称动态黑洞Dirac场的统计熵. 关键词： 事件视界 黑洞熵 Dirac场 动比例系数     

从乌龟坐标在动态Vaidya黑洞上的推广谈起

从一类参数未定的一般形式的乌龟坐标变换出发, 找出了在动态Vaidya黑洞背景下能将波动方程化为标准形式且无发散的乌龟坐标所满足的条件. 结果表明, 以乌龟坐标变换为主要特征的Damour-Ruffini方法, 用来计算动态黑洞的Hawking辐射时, 只适用于事件视界, 无法应用于表观视界.