GUP对黑洞隧穿辐射及熵的修正

论文摘要

本文以Quantum Corrected Schwarzschild黑洞、Kehagias-Sfetsos黑洞和Rutz-Schwarzschild黑洞为例,研究了广义不确定原理（GUP）对黑洞霍金辐射和熵的修正。采用不同形式的GUP修正了标量粒子和矢量粒子的隧穿辐射,计算了GUP修正后的隧穿率、霍金温度和热容。发现它们不仅仅受黑洞质量和时空背景的约束,同时受到GUP参数的影响,由此本文得到的霍金辐射谱是非纯热的。从黑洞的温度-质量（T-M）、热容-质量（C-M）的图像可以看出,考虑GUP影响后,修正的隧穿温度低于经典霍金温度,修正的热容也低于传统热容,经典曲线与修正曲线在大质量范围内基本相同。但当黑洞蒸发到普朗克量级的临界质量时,修正的热容从负无穷大突变为正无穷大,这就意味着相变的发生。当黑洞蒸发到最小质量时,修正的霍金温度和热容趋近于零,黑洞停止了与外界环境的能量交换,由此在热力学演化的最后阶段产生了稳定的残余。以上研究结果表明GUP对黑洞的隧穿产生了较大的影响,避免了黑洞全部蒸发,即GUP能导致黑洞在残余处停止辐射。基于热力学第一定律和GUP修正的霍金温度,得到了修正的黑洞熵。修正熵除了与黑洞的质量和时空背景有关之外,还受到辐射粒子种类和GUP参数的影响。它的表达式比经典熵形式更复杂,包括分式及对数等修正项,这可为黑洞的微观起源问题的解释提供更多的可能性。通过观察熵-质量（S-M）的图像,发现当黑洞接近普朗克尺度时,修正曲线与经典曲线存在显著差异。且当黑洞蒸发到最小质量时,修正熵达到了最小值,即GUP影响下黑洞存在残余熵。总之,通过GUP对黑洞的隧穿辐射和熵修正的研究,我们能得出很多值得深入分析与思考的结果。在GUP的修正下,原本形式简单的经典黑洞热力学量出现了很多修正项,原来完全蒸发的黑洞在残余质量处停止蒸发,近似为零的经典黑洞熵也出现了残余熵,这就意味着黑洞蒸发到最后阶段信息没有完全消失,由此对解决黑洞信息丢失疑难提供了参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   一、研究背景
•   二、本文的结构安排
• 第二章 GUP对黑洞标量粒子隧穿辐射与熵的修正
•   一、GUP下量子修正的Schwarzschild黑洞的隧穿辐射和残余
•   二、量子修正的Schwarzschild黑洞的相变与GUP对熵的修正
• 第三章 GUP对 H-L引力下的KS黑洞隧穿辐射与熵的修正
•   一、GUP对 Kehagias-Sfetsos黑洞标量粒子隧穿辐射的修正
•   二、GUP对 Kehagias-Sfetsos黑洞熵的修正
• 第四章 GUP对矢量粒子的隧穿辐射与黑洞熵的修正
•   一、GUP对量子黑洞矢量粒子的隧穿辐射与熵的修正
•   二、GUP对 Finsler几何下的R-S黑洞的隧穿辐射与熵的修正
• 结论与展望
• 参考文献
• 个人简历及攻读硕士学位期间已发表的论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋德文

导师: 李慧玲

关键词: 广义不确定原理,量子隧穿辐射,霍金温度,黑洞熵

来源: 沈阳师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 沈阳师范大学

分类号: P145.8

总页数: 45

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