霍金辐射、H（？）rava-Lifshitz理论中黑洞相变和热力学第一定律

发布时间：2020-09-10 07:33

　　黑洞热力学的建立揭示了黑洞物理与量子理论、统计物理、热力学等诸多学科有着密切的联系。因此,对黑洞热力学的一些基本性质的深入研究具有重要的理论意义。本文就当前引力学界所关心的Hawking辐射、Horava-Lifshitz理论中的黑洞相变和热力学第一定律等问题进行了深入细致的研究,完成了如下工作：第一,印度学者Rabin Banerjee等人在Hamilton-Jacobi方法的框架内,研究了一般静态球对称黑洞的Hawking温度。利用维数化简技术,通过考虑辐射粒子作用量的完全形式,根据半经典情况下所定义的辐射粒子的能量,他们得出了Hawking温度被修正的结论。根据Hawking温度与辐射粒子能量之间的关系,即Γ∝e-2ImI=e-E／(TH),可知对辐射粒子的能量采取合适的定义是获得正确Hawking温度的关键。我们认为当考虑了辐射粒子作用量的完全形式以后,辐射粒子的能量也应当发生相应的变化。本文研究了不同能量定义下的Hawking温度,发现当采用标准的能量E=-Pμξμ定义时,Hawking温度不会被改变。为了进一步佐证我们的结论,本文对不同能量定义下的黑洞熵也进行了计算,发现无论采用何种能量定义,半经典的黑洞熵都是Bekcnstcin-Hawking熵,即S=A／4。然后利用热力学第一定律,可以得出结论,黑洞的温度并没有被修正。这两方面计算结果的一致性也证明了我们结论的正确性。第二,2008年底,一种新的引力理论——Horava-Lifshitz引力理论被提出。该理论自提出以来就受到了广泛的关注和研究。在Horava-Lifshitz理论的框架内,本文讨论了其中的一个渐近平直黑洞即KS黑洞的相变和热力学第一定律,得到的主要结论有：(1)前人在利用平衡涨落法和非平衡涨落法计算黑洞相变时往往得到不同的相变点,经过仔细的研究,对于KS黑洞,本文利用这两种方法得到了相同的相变点；(2)我们发现尽管KS黑洞只有一个质量参量,但不同于Schwarzchild黑洞,其仍然存在着二级相变,且相变点为(3)在假设Bekenstein-Hawking熵依然对KS黑洞成立的条件下,将KS黑洞的理论参数ω视为一个新的热力学变量,我们给出了KS黑洞热力学第一定律的自洽的新表述。之后采用改进了的砖墙模型证明了KS黑洞的半经典熵确实是Bekenstein-Hawking熵。
【学位单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：P145.8

【参考文献】