引力场的光子气体模型

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wumingwuming2009
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众所周知,包含视界的黑洞动力学和热力学定律之间的关系是非常重要的。Hawking证明了在包含黑洞的任何经典过程中,黑洞视界的总面积是不减的。继而,Bekenstein随之证明了黑洞视界应该给出一个正比于其面积的熵,以Bekenstein-Hawking熵的形式表示为:S=A/4(c3/Gh)对于上式,显而易见,它联系着视界的面积和熵,前者是一个几何概念的数值,而后者则是量子力学概念上的数值,这种几何值和微观值之间的对应正是全息原理的关键。所谓的全息,就是体积部分的微观态信息通过全息屏而得以完全的表达,而全息屏的选择可以是视界抑或是距离视界某一特定距离的存在。  正因如此,人们从上式着手发展了全息原理,比如AdS/CFT,体积引力和边界系统,以致更一般的全息纠缠熵的观念。  可以肯定的是,所有上述的全息观点都把黑洞想象成一个包含着体积部分和边界的几何系统。但是,没有人可以断定黑洞必须是这个样子的,如果黑洞没有体积部分呢?  本文将黑洞看成是普通的表面系统,利用普通的热力学知识来得到黑洞的面积定律,并给黑洞以朴素的物理图像。  首先,本文介绍了爱因斯坦场方程的热力学形式,这允许将爱因斯坦引力波类比于以绝热压缩模式传播的声波;随后,利用‘白体’中光子气体的性质,通过声速公式建立了气体和光子气体间特殊的等价关系;最后,本文得到了引力波的光子气体模型。作为这个模型的副产品和检验,基于引力子可以像‘白体’中的光子一样实现玻色-爱因斯坦凝聚的事实,本文把黑洞看作表面系统,解决了黑洞熵的面积依赖关系。  
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