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关于黑洞熵和穿越虫洞的一些研究

贺锋  
【摘要】:本文由四章组成。 第一章-介绍黑洞热力学和穿越虫洞的知识和进展。 第二章-基于大尺度热平衡的“砖墙”方法不适用非平衡情形,例如像Vaidya-de Sitter时空这样的具有两个视界的动态黑洞背景时空。我们使用“薄层”方法计算了Vaidya-de Sitter时空标量场和旋量场的统计力学熵。假定两个视界附近薄层内的物质场达到近似平衡。这种假定对其质量远大于Planck质量且蒸发足够慢的黑洞是成立的。Vaidya-de Sitter时空具有两个视界。我们认为,统计力学熵主要来源于这两个视界附近的两个薄层物质场的贡献。Vaidya-de Sitter时空标量场的统计力学熵是黑洞视界面积和宇宙学视界面积的线性之和.在Newman-Penrose形式Dirac方程中,波函数有4个分量。统计力学熵是对应于这4个分量的熵之和。在相同条件下,旋量场的统计力学熵是标量场的7/2倍,也是黑洞视界面积和宇宙学视界面积的线性之和。与稳态黑洞不同的是,我们的结果依赖于与时间有关的截断因子。 第三章-我们得到了真空Brans-Dicke方程两组新精确解。若其耦合常数分别满足ω-2或-2ω≤0,则这两组解具有双向穿越虫洞几何结构。这两组新解不仅满足Morris和Thorne提出的一般约束条件[Am.J.Phys.56(1988)395],而且满足穿越虫洞旅行时的约束条件。标量场起异常物质作用,这违背弱能量条件。 第四章-我们显示S~2×S~2泡由k=0,1的de Sitter宇宙背景中的真空涨落产生。因此,时空泡沫状结构可能由宇宙极早期膨胀相中的S~2×S~2泡构成。然而,这种泡沫状结构是否持续到以后的宇宙演化中,至今仍是一个


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