霍金輻射、Hǒrava-Lifshitz理論中黑洞相變和熱力學(xué)第一定律.pdf

1、黑洞熱力學(xué)的建立揭示了黑洞物理與量子理論、統(tǒng)計(jì)物理、熱力學(xué)等諸多學(xué)科有著密切的聯(lián)系。因此，對(duì)黑洞熱力學(xué)的一些基本性質(zhì)的深入研究具有重要的理論意義。本文就當(dāng)前引力學(xué)界所關(guān)心的Hawking輻射、Hǒrava-Lifshitz理論中的黑洞相變和熱力學(xué)第一定律等問(wèn)題進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，完成了如下工作：
　　 第一，印度學(xué)者Rabin Banerjee等人在Hamilton-Jacobi方法的框架內(nèi)，研究了一般靜態(tài)球?qū)ΨQ(chēng)黑洞的Hawk

2、ing溫度。利用維數(shù)化簡(jiǎn)技術(shù)，通過(guò)考慮輻射粒子作用量的完全形式，根據(jù)半經(jīng)典情況下所定義的輻射粒子的能量，他們得出了Hawking溫度被修正的結(jié)論。根據(jù)Hawking溫度與輻射粒子能量之間的關(guān)系，即?！豦-2ImI=e-E/TH，可知對(duì)輻射粒子的能量采取合適的定義是獲得正確Hawking溫度的關(guān)鍵。我們認(rèn)為當(dāng)考慮了輻射粒子作用量的完全形式以后，輻射粒子的能量也應(yīng)當(dāng)發(fā)生相應(yīng)的變化。本文研究了不同能量定義下的Hawking溫度，發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)

3、的能量E=-Pμξμ定義時(shí)，Hawking溫度不會(huì)被改變。為了進(jìn)一步佐證我們的結(jié)論，本文對(duì)不同能量定義下的黑洞熵也進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)無(wú)論采用何種能量定義，半經(jīng)典的黑洞熵都是Bckcnstcin-Hawking熵，即S=A/4。然后利用熱力學(xué)第一定律，可以得出結(jié)論，黑洞的溫度并沒(méi)有被修正。這兩方面計(jì)算結(jié)果的一致性也證明了我們結(jié)論的正確性。
　　 第二，2008年底，一種新的引力理論——Hǒrava-Lifshitz引力理論被提出。該

4、理論自提出以來(lái)就受到了廣泛的關(guān)注和研究。在Ho(r)ava-Lifshitz理論的框架內(nèi)，本文討論了其中的一個(gè)漸近平直黑洞即KS黑洞的相變和熱力學(xué)第一定律，得到的主要結(jié)論有：(1)前人在利用平衡漲落法和非平衡漲落法計(jì)算黑洞相變時(shí)往往得到不同的相變點(diǎn)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究，對(duì)于KS黑洞，本文利用這兩種方法得到了相同的相變點(diǎn)；(2)我們發(fā)現(xiàn)盡管KS黑洞只有一個(gè)質(zhì)量參量，但不同于Schwarzchild黑洞，其仍然存在著二級(jí)相變，且相變點(diǎn)為√5+√