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静态球对称黑洞热力学与爱因斯坦场方程

黑洞理论是广义相对论应用的一个重要方面,而Bekenstein对于黑洞熵的认识则更深入地揭示了引力理论与热力学之间的密切关系[1].人们早已指出,黑洞存在着与热力学中的4条定律一一对应的规律.此时,黑洞的温度可以表示为T=κ/2π,其中κ为黑洞的表面引力;熵为S=A/4,而A为黑洞视界的面积;能量为E=M,M为黑洞的质量.对于最简单的史瓦西黑洞,这些物理量之间的关系是TdS=dE,即黑洞热力学第一定律[2,3].考虑更为一般的黑洞,第一定律也会发生相应的改变:dE=κ8πdA+work term或者写为dE=TdS+work term式中的“work term”视具体的黑洞而定.黑洞热力学第一定律实际上暗示了爱因斯坦场方程与热力学之间的关系,因为黑洞解是从爱因斯坦场方程中推导出来的,而反映时空几何性质的量(视界面积、表面引力等)与热力学系统的性质有关.Jacobson首先探索了其中的联系,在给定假设的基础上,可以从热力学第一定律...  (本文共4页) 阅读全文>>

《上海师范大学学报(自然科学版)》2000年04期
上海师范大学学报(自然科学版)

极端黑洞热力学研究的现状和未来

0 引 言自从广义相对论建立以来 ,黑洞物理学一直是一个非常吸引人的研究课题 .最近随着弦理论研究的不断深入 ,弦理论家们指出 :黑洞是扩展弦理论以及证明弦理论与所知的物理之间有联系的肥沃土壤 ;在理论上黑洞已经成为了把引力理论描述的宏观世界和量子力学描述的微观世界熔合在一起的大熔炉[1 ] .但是客观地讲到目前为止黑洞物理本身还有许多问题有待搞清 ,比如 :黑洞是否有毛 ,黑洞有没有相变 ,有没有极端黑洞 ,黑洞能不能被看成基本粒子等等 .因为黑洞与外部世界之间没有因果联系 ,所以要彻底搞清这些问题并不是件简单的事情 .鉴于热力学描述的物理规律是不依赖于系统结构细节的 ,近几年我们把注意力集中在黑洞热力学的研究上 ,希望通过对黑洞热力学的研究能对黑洞物理的本质有更深入的认识 .我们的一些研究结果解决了近来极端黑洞研究中 Hawking学派和弦理论家之间的矛盾 ,解决了 Hawking学派和黑洞相变理论的矛盾 .本文中我们回顾近...  (本文共6页) 阅读全文>>

《华中师院学报(自然科学版)》1982年01期
华中师院学报(自然科学版)

关于黑洞热力学的四个定律

一、引 言 质量在1个M a(太阳质量)到lOOM j之问的星体能达到一个最后的平衡态,或成为一个白矮星;或抛出一些物质而撂缩肢一个中子星。但是对于质量比这更大的星体,这种平衡态看来是不可’能的。确实,lr二发现许多星体的质量比这大很多,即使教失翱当多的质量,也不会佚质量跹到j。:…■岐一个自矮星(1—3M日,Chandr.~~ekhar,]935),或一个中子芷(约0.7M日,1939,Oppc~nheimer,VoIko广,;最近1-80M,Brecher,1977),亍是我饿不能不考虑这种情况,即星津继续塌结,以致弓j力最终压倒一访其艟的力,两广义南对论的效应威为非常重要。这种状态就称为黑洞。 如粟蠕时奎问的语言来讲,黑洞∞定义如下:在渐近平坦的时空间中,具有下述性质的酣奎区域称为黑洞,即任这个区域中,引力埸强到以致进入这个区域的任何物质,皂括光,都j永远逃不出来。 本文竹主要口的,是在爱团斯坦的广义镏对沦范璺}天{,不作...  (本文共13页) 阅读全文>>

渤海大学
渤海大学

B-P膜的热力学性质及热力学几何的研究

文本利用热力学几何研究方法对B-P膜的热力学性质及热力学几何特性进行研究。文章内容包括三个部分:第一部分介绍黑洞热力学理论;在第二部分中,阐明了黑洞热力学几何理论的基本框架,然后介绍了几种典型黑洞的热力学几何性质;在第三部分中,研究了B-P膜的热性质和电性质,并分别在几种特殊情况下计算出了B-P膜的热容和电容。本部分也研究了B-P膜的热力学几何性质,计算出了B-P膜的热力学几何的度规系数,并进一步计算出了B-P膜热力学几何的里奇标量。结果表明,在两种情况下B-P膜热力学几何的曲率标量为零,这指B-P膜的热力学几何是平直的。最后,对黑洞热力学几何的平直性问题进行了讨论。  (本文共39页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国医药指南》2009年03期
中国医药指南

普通热力学四定律与黑洞热力学四定律

1引言1970年以前,霍金、贝肯斯坦等在黑洞物理学中引进热力学,不久,霍金等又在黑洞物理学中引进量子力学和量子场论。由于许多人的大量而出色的工作,形成了黑洞热力学和黑洞量子力学这两个分支,黑洞热力学和黑洞量子力学是现代黑洞物理学的主要组成部分。黑洞热力学与普通热力学有若干相似之处。将视界面积与熵、表面引力与温度类比,可建立黑洞热力学四条定律。黑洞的这些性质与普通热力学之间的相似性,并非纯粹是形式上的巧合,而黑洞的确是热力学系表1。表1普通热力学四定律普通第零定律处于热平衡的物第一定律第二定律δ第三定律不可能通过有限Einstein引力场方程解出的黑洞在茫茫宇宙之中是否确实存义相对论在强引力场条件下是否完全成立?这正是当今的引力家和天体物理学家在研究黑洞时所潜心追求探索的问题。科学仅能概括揭示当今世界,而且还能预示未来世界。当Maxwell电磁场方程时,他就预言了电磁波的存在,后为赫兹的实验所因此,忠于广义相对论的科学家们深信黑洞...  (本文共4页) 阅读全文>>

《南都学坛》1999年03期
南都学坛

黑洞热力学研究的历史及现状

七十年代初,Cartet和Robi——n等人提出了黑洞的无毛定理[’,‘,’,‘]。指出形成黑洞的物质会失去它自身的绝大部分信息,洞外的观测者只能知道黑洞的总质量M,总电荷Q和总角动量J。即黑洞遗忘了自己的过去,只剩下“三根毛”。此处的“毛”指的是信息。黑洞是一种“忘本”的星体。另一方面,人们根据黑洞自身的特点也知道:黑洞是“黑”的,任何物质都可以掉进去而不能再从黑洞中逃逸出来,光也不例外。而光是电磁辐射,所以黑洞吸收所有种类的辐射而不反射这一点又很像一个“绝对黑体”。而黑体又产生某种温度平衡状态下的“黑体辐射”。不反射辐射(只吸收辐射)和被黑洞吸收的所有物质几乎丢失全部信息这两点,已经预示了黑洞应该具有“热”性质。然而,真正认识到黑洞具有热性质则是在黑洞热力学四定律建立和Hawking“算”出辐射之后。l黑洞热力学四定律的建立和热泪射的发现1971年,Hawldng提出了黑洞的“面积定理”[’,‘]。他在“宇宙监督假设”和“强...  (本文共6页) 阅读全文>>