發(fā)布時(shí)間：2020-07-21 13:10

【摘要】：本文著重研究了用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的方法計(jì)算黑洞熵的brick-wall模型，利用該模型計(jì)算了幾種時(shí)空背景下量子場(chǎng)的熵。為了探討極端黑洞和熵的相關(guān)問(wèn)題，我們還利用一個(gè)經(jīng)典的模型研究了黑洞的演化過(guò)程。 在第二章中，我們首先考慮Reissner-Nordstrom黑洞的度規(guī)場(chǎng)和電磁場(chǎng)張量，研究了落入黑洞的帶電物理粒子。得出結(jié)論：任何物理粒子落入Reissner-Nordstrom黑洞必定使得黑洞的外視界的面積增加或不變，剛好與面積定理相符。在此基礎(chǔ)上，研究了更加一般性的從Schwarzschild黑洞到極端Kerr-Newman黑洞的演化過(guò)程�？紤]到從非極端Kerr-Newman到極端Kerr-Newman黑洞的演化過(guò)程要滿足δA≥0和δk≤0兩個(gè)條件，得到不能通過(guò)有限次的操作使Kerr-Newman黑洞的溫度降低到絕對(duì)零度，從而變成極端Kerr-Newman黑洞的結(jié)論，剛好與第三定律相符。 在第三章中，我們利用brick-wall模型計(jì)算了Kerr-Newman黑洞背景下Dirac場(chǎng)的熵。在Newman-Penrose形式的Dirac方程中，波函數(shù)是由四個(gè)分量構(gòu)成的，因而我們假定總的自由能是四個(gè)分量所貢獻(xiàn)的自由能的和。結(jié)果表明，與前人計(jì)算標(biāo)量場(chǎng)的情況一樣，對(duì)于Kerr-Newman黑洞要得到不發(fā)散的結(jié)果，也需要選取徑向和角向兩個(gè)截?cái)嘁蜃应藕挺�。�?dāng)兩個(gè)截?cái)嘁蜃訚M足和標(biāo)量場(chǎng)相同的關(guān)系時(shí)，得到的熵是標(biāo)量場(chǎng)熵的7／2倍。 在第四章中，針對(duì)brick-wall模型中采用的小質(zhì)量近似、對(duì)數(shù)項(xiàng)的舍棄、解釋L~3項(xiàng)為遠(yuǎn)距離真空的貢獻(xiàn)等不甚完美之處，提出了薄層模型的brick-wall方法。在改進(jìn)的方法中，黑洞的熵被看作是來(lái)源于視界附近一個(gè)薄層的貢獻(xiàn)，不但計(jì)算結(jié)果獲得了預(yù)期的成功，而且克服了原來(lái)方法中的不甚完美之處。進(jìn)而，我們利用改進(jìn)的brick-wall方法計(jì)算了用原來(lái)的方法無(wú)法處理的非熱平衡Schwarzschild-de Sitter和Reissner-Nordstromde Sitter兩種時(shí)空背景的熵。 在第五章中，針對(duì)已經(jīng)完成的工作，我們對(duì)以后的相關(guān)問(wèn)題的研究提出了初步的設(shè)想和展望。
【學(xué)位授予單位】：北京師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2000
【分類號(hào)】：P145.8

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 曹飛;黑洞熵統(tǒng)計(jì)起源的研究[D];湖南科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2764458