我们在不同的坐标系中彻底研究了共同研究的Schwarzschild空间,以寻求宇宙黑洞的物理合理模型。我们假设一个符号因子仅取决于时间坐标,并且时空在渐近上是弗里德曼·莱玛·罗马·罗伯逊 - 罗伯逊 - 罗伯逊 - 步行者宇宙的宇宙,由完美的流体遵循的线性方程式p =wρ,w> - 1/3。< / div> < / div。在这类的空间中,根据各向同性坐标构建的McClure-Dyer时空,根据标准的Schwarzschild坐标构建的Thakurta时空是相同的,并且没有描述宇宙黑洞。相比之下,分别根据Kerr-Schild和Painlev´e-Gullstrand坐标构建的Sultana-Dyer和Culetu类别的空间类别,描述了宇宙学黑洞。在苏尔塔那迪尔案例中,相应的物质场范围可以解释为均匀的完美流体和不均匀的无效无效的组合,这与Sultana和Dyer的解释不同。在Culetu情况下,该物质领域可以解释为均匀的完美液体和不基因的各向异性流体的组合。在两种情况下,总能量量张量违反了所有标准能量条件,以径向坐标的有限值在后期。因此,-1 / 3
旋转黑洞存储旋转能,可以提取。当黑洞浸入外部提供的磁场中时,重新连接了巨石内的磁场线可以产生负能量(相对于无穷大)粒子,而这些颗粒落入黑洞事件地平线中,而其他加速的颗粒逃脱了从黑洞中窃取能量的颗粒。我们分析表明,当黑洞旋转高(无量纲旋转A〜1)并且血浆被强磁化时,可以通过磁重新连接进行能量提取(等离子体磁化σ0> 1 = 3)。允许能量提取的参数空间区域取决于等离子体磁化和重新连接磁场线的方向。对于σ0≫1,发现被最大旋转黑洞吞咽的减速等离子体的无穷大的渐近负能量是ϵ∞ -≃-效应σ0= 3 p。逃脱到无穷大的加速等离子体,将黑洞能量渐近为每个焓ϵ∞dimplotighotilefforkloicking3σ0p。我们表明,通过逃逸等离子体从黑洞中提取的最大功率为p max extri〜0。1 M 2效应σ0P W 0(在此,M是黑洞质量,W 0是无碰撞等离子体状态的等离子体焓密度),碰撞状态低一个数量级。能量提取会在〜1时引起黑洞的显着染色。发现通过磁重连接在Ergosphere中的血浆能量过程的最大效率被发现为ηmax≃3= 2。由于在此处提出的场景中应间歇性地发生Ergosphere中的快速磁重新连接,因此预计黑洞中几个重力半径内的相关发射有望表现出爆发性质。
黑洞信息(丢失)悖论是一个有关黑洞蒸发和演化过程的幺正性难题的问题(见霍金[9],或Chakraborty和Lochan[4]、Harlow[8]、Polchinski[16]和Marolf[10]的评论)。幺正性守恒的假设(尤其是我们的假设)意味着几种一般的情况。例如,可以采用这样的假设(我们也这样做),即信息在黑洞蒸发过程中(以某种方式)逐渐释放。然而,这个观点(显然和其他观点一样)需要某种令人信服的物理机制,或者(在缺乏机制的情况下)至少需要某种可行的信息传输抽象算法。研究该悖论的一个显而易见的方法是,从特定的物理机制中抽象出问题,从量子比特的角度分析问题。在文献中,我们可以找到许多量子比特模型,它们或多或少成功地再现了黑洞演化的各个步骤(例如,参见 Broda [ 2 , 3 ]、Giddings [ 6 , 5 ]、Giddings 和 Shi [ 7 ]、Mathur [ 11 , 12 ]、Mathur 和 Plumberg [ 13 ]、Osuga 和 Page [ 14 ] 或 Avery [ 1 ] 的评论)。不幸的是,在所有这些模型中,因果关系这一重要问题似乎都没有引起应有的重视,因此没有明确排除超光速通信的可能性。与此相反,我们目前的处理方式优先考虑因果关系。更准确地说,在我们的方法中,我们严格控制通过量子比特传输的信息的方向。
时间反演性质与量子力学中蕴含的幺正理论相吻合,这一结果揭示了广义相对论与量子力学的不相容性,并导致了“信息悖论”。黑洞信息悖论已被列为本世纪十大物理难题之一,但物理学家们始终坚持信息永远不会丢失。二十多年后,Parikh和Wilczek建议将霍金辐射视为量子隧穿效应,并认为势垒由发射粒子自身的能量决定,因此粒子从黑洞辐射时满足能量守恒。他们用这种方法计算了粒子的修正辐射光谱
我们试图研究解决黑洞信息悖论的本体论方面。我们对这一悖论的解决产生了几个现在对我们理解量子力学至关重要的概念,这些概念指出所有信息都是守恒的,即使是在量子层面上。如果量子信息是守恒的,永远不会被抹去或摧毁,那么这表明所有信息至少在理论上、最终都是可以从宇宙的事件视界中检索和了解的。从本体论上讲,这支持了宇宙中所有信息的储存库因此必须存在的论点。在此,我们追溯了这一争论的步骤,并得出结论,我们对宇宙的理解指向一个无所不知的实体的存在。
上下文。原始黑洞(PBHS)已被提议作为暗物质(DM)的潜在候选者,并近年来引起了显着关注。目标。我们的目标是深入研究PBH对气体性质的明显影响及其在塑造宇宙结构中的潜在作用。特别是,我们旨在分析不断发展的气体特性,同时考虑具有不同单色质量和不同数量的PBHs的存在。通过研究这种积聚产生的反馈效果,我们的最终目标是评估PBHs作为DM候选者的合理性。方法。我们开发了一个半分析模型,该模型在Z〜23。该模型可以对PBHS影响的气体的演变进行全面分析。我们的重点在于温度和氢丰度,并特别强调最接近光环中心的区域。我们探索位于质量窗口内的1、33和100m⊙的PBH质量,其中大量DM可能以PBH的形式存在。我们研究了由这些PBH组成的各种DM级分(F PBH> 10-4)。结果。我们的发现表明,由于气体特性中引起的显着变化,将排除质量为1m⊙的PBH和大于或等于10-2的PBH。同样,质量为33 m⊙和100 m⊙,而分数大于10-3。这些效应在距离光环中心最近的区域特别明显,可能导致晕空间内的星系延迟形成。
摘要:我们通过考虑测量引起的非局域性 (MIN) 对黑洞附近的量子关联进行了系统且互补的研究。在霍金辐射方面,我们讨论了费米子、玻色子和混合费米子-玻色子模式中感兴趣的量子测度。所得结果表明,在无限霍金温度极限下,物理上可访问的关联仅在费米子情况下不会消失。然而,较高频率模式可以在有限霍金温度下维持关联,混合系统对费米子频率的增加比玻色子系统更敏感。由于后一种模式的 MIN 迅速减小,因此增加频率可能是在有限霍金温度下维持非局域关联的一种方式。
摘要:黑洞信息之谜源于广义相对论与量子理论对黑洞辐射性质的结论存在差异。根据霍金最初的论证,辐射是热的,因此其熵会随着黑洞的蒸发而单调增加。相反,由于量子理论中时间演化的可逆性,辐射熵应该在一定时间后开始减小,正如佩奇曲线所预测的那样。基于复制技巧的新计算证实了这种减小,并揭示了其几何起源:复制品之间形成的时空虫洞。在这里,我们从量子信息论的角度分析了这些结论与霍金最初结论之间的差异,特别是使用了量子德菲内蒂定理。该定理意味着存在额外的信息 W,它既不是黑洞的一部分,也不是辐射的一部分,而是起着参考的作用。通过复制技巧获得的熵可以被识别为以参考 W 为条件的辐射的熵 S ( R | W ),而霍金的原始结果对应于非条件熵 S ( R )。熵 S ( R | W ) 在数学上是集合平均值,在对 N 个独立准备的黑洞进行实验时,它获得了操作意义:对于较大的 N ,它等于它们联合辐射的归一化熵 S ( R 1 · · · RN ) / N 。这个熵和 S ( R ) 之间的差异意味着黑洞是相关的。因此,复制虫洞可以被解释为这种相关性的几何表示。我们的结果还表明广泛使用的随机幺正模型可以扩展到多黑洞,我们通过非平凡检验支持了这一点。
上述这些研究线索有两个共同特点:过去十年来进展显著加速,以及与量子信息科学和量子多体物理学之间的联系日益深入和核心。这些进展令人欣慰,但仍有许多未解之谜。边界系统中典型状态的本体对偶是什么?这与引发这些发展的防火墙悖论 [ 34 ] 有何关系?黑洞奇点的本质是什么?它在这一思想圈中扮演什么角色?这些想法如何超越 AdS 时空,尤其是延伸到类似于我们世界的宇宙学?黑洞各个微观状态的本体解释是什么?是否有可能在实验室中构建模型系统,让我们能够通过实验深入了解其中的一些问题?
我们研究抗 - de Seitter(ADS)黑色壳(也称为Ads Black Bubbles)的电磁和重力特性 - 一类量子重力动机的黑洞模拟物,在经典限制中被描述为物质的超级壳壳。我们发现它们的电磁特性与黑洞非常相似。然后,我们讨论这些物体与黑洞可区分的程度,包括黑色壳模型内的内在兴趣,以及作为外来紧凑型物体(ECOS)其他类似努力的指南。我们研究光子环和透镜带特性,与非常大的基线干涉法(VLBI)观测值有关,以及引力波可观测值 - Eikonal极限中的准模式和非静态潮汐壳的静态潮汐壳(与正在进行和即将来临的Gravitation Gravitation Waver toughational Wave观测)相关。