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黑洞似正规模与黑洞熵

舒富文  
【摘要】: 黑洞似正规模和黑洞熵一直是黑洞物理研究中的两个前沿热点。众所周知,黑洞的似正规模与黑洞的探测有关,有可能在不久的引力波实验中探测剑,而且,之后的研究表明它还跟量了引力理论密切相关,冈此,这方面的研究引起了人们越来越多的关注。而黑洞熵的微观起源是困扰物理学家已久的难题,因此对它的研究也对黑洞物理学乃至量子引力理论的发展有重要作用。本篇沦文致力于通过研究黑洞似正规模在低频及快衰减时的行为,米寻找它跟黑洞探测及量了引力的关系,并尝试解答黑洞熵的量了起源疑难。 本篇论文包括五个部分。第一部分是综述部分;第二部分着重介纠低频黑洞似正规模;第三部分是关于快哀减似正规模的研究:第四部分介绍了黑洞熵与广义测不准原理的关系;文章最后是总结与展望。 在第一章中,我们简单介绍了黑洞似正规模的定义、意义和主要的研究方法,并简要介绍了黑洞熵的概念及几种解释黑洞熵微观起源的方案。 在第二章中,运用数值近似方法(包括二阶WNB近似方法和Poschl—Tcllcr近似方法),我们先讨沦了带电弦黑洲(Carfinldc-Hurowitz-Stromingcr黑洞)缘于有质量标量场和Dirac场的似正规模,得到了弦黑洞的似正规模频率。之后用统一方法讨论了Schwarzschild黑洞似正规模与量子场白旋的关系,发现缘于坡色场的似正规模频率与缘于费米场的似正规模频率具有完全不同的行为;最后讨论了高自旋扰动对带电黑洞的似正规模,发现似正频率的实部随电荷的增加而增大,但虚部随电荷的变化基本保持不变。 在第三章中,我们用单值法解析地研究了各类黑洞时空,包括d维渐近平坦时空和渐近非平坦时空(特别是对十四维时空的情形)。利用单值法,我们得剑到了黑洞似正规模频率的解析表达式,并且把微扰计算推广至一阶修正项。计算表明对带电黑洞和不带电黑洞做展开时要按不同的方式处理,这差异使它们的一阶修正具有与n不同的依赖关系。但是对于黑洞电荷很小时,本章采用的文法不可用,一阶修正项会在电荷趋于零时发散,这结果与Ncitzkc的预言一致。而且,本章的计算结果还表明d=4 Schwarzschild黑洞的ln 3定律仅仅是一个数值巧合。 在第四章中,我们运用由广义测不准关系导出的一个关于态密度的新方程,讨论了Kerr-Newmann-Kasuya黑洞缘于有质量带电场的熵。此方法的优点是可以避免人为地引入截断来消除砖墙模型的发散问题。结果表明黑洞熵与场粒子的质量和电荷无关,但与参数λ、面积A和场的自旋有关。


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