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

1、黑洞熱力學的建立揭示了黑洞物理與量子理論、統(tǒng)計物理、熱力學等諸多學科有著密切的聯(lián)系。因此，對黑洞熱力學的一些基本性質(zhì)的深入研究具有重要的理論意義。本文就當前引力學界所關心的Hawking輻射、Hǒrava-Lifshitz理論中的黑洞相變和熱力學第一定律等問題進行了深入細致的研究，完成了如下工作：
　　 第一，印度學者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黑洞的Hawk

2、ing溫度。利用維數(shù)化簡技術，通過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系，即Γ∝e-2ImI=e-E/TH，可知對輻射粒子的能量采取合適的定義是獲得正確Hawking溫度的關鍵。我們認為當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當發(fā)生相應的變化。本文研究了不同能量定義下的Hawking溫度，發(fā)現(xiàn)當采用標準

3、的能量E=-Pμξμ定義時，Hawking溫度不會被改變。為了進一步佐證我們的結(jié)論，本文對不同能量定義下的黑洞熵也進行了計算，發(fā)現(xiàn)無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。然后利用熱力學第一定律，可以得出結(jié)論，黑洞的溫度并沒有被修正。這兩方面計算結(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、理論自提出以來就受到了廣泛的關注和研究。在Ho(r)ava-Lifshitz理論的框架內(nèi)，本文討論了其中的一個漸近平直黑洞即KS黑洞的相變和熱力學第一定律，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算黑洞相變時往往得到不同的相變點，經(jīng)過仔細的研究，對于KS黑洞，本文利用這兩種方法得到了相同的相變點；(2)我們發(fā)現(xiàn)盡管KS黑洞只有一個質(zhì)量參量，但不同于Schwarzchild黑洞，其仍然存在著二級相變，且相變點為√5+√