陈松柏[1]2002年在《稳态黑洞的二级相变》文中进行了进一步梳理稳态黑洞在什么条件下出现二级相变,近年来在引力学界存在着争论。一些学者利用平衡涨落的方法得出黑洞的二级相变点位于比热趋向于无穷大的地方;另一些学者采用非平衡涨落的方法则发现黑洞的二级相变点应位于其内、外视界相重迭的地方。问题被讨论了多年,但一直没有得到令人满意的结果。本文采用平衡涨落和非平衡涨落两种方法对此进行了深入的研究,我们发现黑洞二级相变点的具体位置与研究中所采用的方法无关。 在第一章中,我们首先介绍一般热力学系统的二级相变理论,描述了相变的一些主要特征。然后简单地回顾了黑洞热力学中的一些基本概念以及近年来对黑洞二级相变的一些研究状况。在第二章中我们介绍了研究稳态黑洞二级相变的主要方法,其中重点阐述了系统的平衡涨落和非平衡涨落方法。在第叁章中,我们严格地计算了Schwarzschild黑洞、Reissner-Nordstrm黑洞、静态带电伸缩子黑洞(CDBH)和Kerr-Newman黑洞等稳态黑洞的平衡涨落和非平衡涨落。结果表明:(1)Schwarzschild黑洞和α=1时的静态带电伸缩子黑洞(CDBH)没有二级相变发生。(2)Reissner-Nordstrm黑洞、α≠1时的静态带电伸缩子黑洞和Kerr-Newman黑洞等稳态黑洞,在热容量发散的地方发生了二级相变。此时,无论是在黑洞的平衡涨落中还是在非平衡涨落中,总有一些热力学量的涨落趋于无穷大。(3)它们在r_+→r_-的地方没有发生二级相变。此时,黑洞所有的热力学涨落都变为0。摘要H 由以上讨论我们得到如下结论:无论是采用平衡涨落方法,还是采用非平衡涨落方法,稳态黑洞的二级相变点都位于热容量无穷大的地方.从而解决了这个在引力界争论了多年的问题.
方超[2]2018年在《反德西特时空下的Bardeen黑洞的热力学》文中指出在研究黑洞的性质时,一种简单而有效的方法是类比热力学进行研究。霍金等人研究了反德西特时空下的史瓦西黑洞,提出了Hawking-Page相变。后续的科研工作者通过将宇宙学常数看作压强,在此基础之上发展了更加丰富的有关黑洞相变的内容。另一方面关于奇点的问题也一直争论不休,解决这个问题只能靠量子引力。但是目前并没有一个成熟的量子引力理论,因此一种没有奇点的黑洞就很值得讨论,称之为regular黑洞。在本篇文章之中,我们研究了一种特殊的regular黑洞――Bardeen黑洞,并且通过热力学手段探索了这种黑洞的相变和稳定性问题。我们通过霍金温度关于视界面半径的图像T-r_h图得出了黑洞的截止半径,并且这也是Bardeen黑洞的最小半径。还通过比较质量极小值所对应的半径与截止半径,了解到宇宙学常数,也就是宇宙背景会影响到黑洞质量的极值出现与否。紧接着我们通过Bardeen黑洞的参数g(解释为一种由非线性电磁场所描述的自引力磁场下的磁单极)初步分析了黑洞的二级相变问题,对于g的不同取值,相变的情况也是不尽相同。关于黑洞的稳定性问题,我们则是通过吉布斯自由能G,等压热容C_p来讨论的,并且得出了一致的内容,定量来说就是大黑洞稳定小黑洞不稳定。而关于黑洞二级相变更加详细的内容,我们则通过等压热容C_p的发散点来探讨的,参数g存在一个临界值g_m,g g_m的时候存在二级相变,g>g_m的时候不存在二级相变。并且在文末我们还简单说明了一些在未来可以探讨的问题。
王梦杰[3]2010年在《霍金辐射、H(?)rava-Lifshitz理论中黑洞相变和热力学第一定律》文中指出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。
参考文献:
[1]. 稳态黑洞的二级相变[D]. 陈松柏. 湖南师范大学. 2002
[2]. 反德西特时空下的Bardeen黑洞的热力学[D]. 方超. 兰州大学. 2018
[3]. 霍金辐射、H(?)rava-Lifshitz理论中黑洞相变和热力学第一定律[D]. 王梦杰. 湖南师范大学. 2010