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黑洞量子效应的理论研究

李文波  
【摘要】: 本文研究了黑洞的一些量子效应,包括Hawking辐射,似正规模以及黑洞的量子化。Hawking辐射和似正规模与引力波的探测有着密切关系,前者为后者提供理论指导,后者为前者提供实验论证。另外,黑洞的量子化在建立完备的量子引力中具有非常重要的作用,类似于氢原子的量子化在量子力学中的地位。因此,对黑洞的量子效应的研究有着巨大的理论意义。 论文共分四个部分。第一部分主要介绍了经典黑洞的几何性质,主要包括无限红移面和视界,并重点讨论了Penrose图的基本特性。第二部分主要介绍了黑洞主要的量子效应的基本概念和计算方法。第三部分我们主要研究了在五维最小标准超引力下旋转带电Godel黑洞的Hawking辐射。通过使用衔接技术,我们计算出对应的吸收因子,分析了Godel黑洞的三个参数对吸收因子的影响。另外,我们获得产生超辐射的条件。第四部分我们根据最近对似正规模新的物理解释,研究了四维时空中近极端Schwarzschild-de Sitter黑洞的量子化。使用Kunstatter的方法,我们获得了黑洞的视界面积谱,发现它与最初Bekenstein对非极端黑洞面积谱的猜想完全相同。


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