1。鹰辐射和黑洞熵黑洞是神秘的物体。在爱因斯坦的一般相对论理论(gr)中,它们被描述为时空的区域,其中什么都没有,甚至没有光,都无法逃脱。有强有力的证据表明这种物体存在于自然界中。一个例子是质量m≈4的银河黑洞(SGR A ∗)。3×10 6m⊙[1]。另一个例子是事件水平望远镜(EHT)观察到的星系M87中心(称为M87 ∗)的超质量黑洞[2];它的质量为m≈6。5×10 9m⊙。可以通过X射线发射(如V404 Cygni,具有m≈9m⊙)或引力波的发射(如Ligo Collocorate [3])。对黑洞的观察可以深入了解这些物体及其周围环境的天体物理学,但也可以提供约束基本物理的手段(参见例如[4])。自1970年代初以来就一直知道黑洞遵守与热力学定律具有惊人类比的法律。这些类比在表1中列出了。可以得出具有额外压力项的黑洞力学的第一定律。压力来自宇宙常数,为p = −λ /8πg。这导致了第一定律中的额外项v d p,并将M解释为焓而不是能量[5]。但是,我们不会在这里考虑这一点。因为MC 2扮演了能量的作用,因此我们可以将术语d e = t d s与d m =κ8πgDa进行比较,其中κ是表面重力。由于根据表κ与温度t相比,我们可以暂时识别
几十年来,黑洞一直是公众着迷的话题。毫无疑问,“黑洞”一词已成为现代白话的一部分,这非常令人印象深刻,因为直到去年才有人“拍摄”出黑洞的图像!但黑洞不仅仅是科幻小说中的奇观;几十年来,黑洞一直是物理学家研究的热门课题。尽管黑洞是宇宙中最难进行实验的物体之一,但情况仍然如此。尽管如此,量子力学和广义相对论领域的许多进步都来自围绕黑洞的思想实验。我们在理解宇宙的基本方式上取得的许多突破都是为了解决物理学中一个未解的重大问题:黑洞信息悖论。
2 史瓦西黑洞 11 2.1 Birkhoff 定理.......................................................................................................................11 2.2 引力红移.......................................................................................................................12 2.3 史瓦西解的测地线.......................................................................................................13 2.4 爱丁顿-芬克尔斯坦坐标.......................................................................................................13 . ... . ... . ....................................................................................................................................................................................30 2.13 奇点. ....................................................................................................................................................................................................30
另请参阅:体量子场的熵和蒸发黑洞的纠缠楔。A. Almheiri、N. Engelhardt、D. Marolf、H. Maxfield。arXiv:1905.08762。从半经典几何看霍金辐射的佩奇曲线。A. Almheiri、R. Mahajan、J. Maldacena、Y. Zhao。arXiv:1908.10996。复制虫洞和霍金辐射的熵。A. Almheiri、T. Hartman、J. Maldacena、E. Shaghoulian、A. Tajdini。arXiv:1911.12333。其他重要工作作者:Akers、Harlow、Bousso、Tomasevic、Chen、Fisher、Hernandez、Myers、Ruan、Rozali、Van Raamsdonk、Sully、Waddell、Wakeham
摘要:20 世纪 80 年代,Coleman 以及 Giddings 和 Strominger 的研究将时空虫洞的物理学与“婴儿宇宙”和一系列理论联系起来。我们重新审视这些想法,使用与负宇宙常数和渐近 AdS 边界相关的特征来强化结果,引入视角的变化,并与最近关于 Page 曲线的复制虫洞讨论联系起来。一个关键的新功能是强调零状态的作用。我们在简单的体拓扑模型中详细探索了这种结构,这些模型使我们能够计算相关边界理论的全部范围。渐近 AdS 希尔伯特空间的维度变成了一个随机变量 Z ,其值可以小于理论中独立状态的简单数量 k 。对于 k > Z ,一致性源于引力路径积分定义的内积的精确退化,因此许多先验独立状态仅相差一个零状态。我们认为,任何一致的引力路径积分都必须具有类似的特性。我们还评论了外推到更复杂模型的其他方面,以及对上述集合中各个成员的黑洞信息问题的可能影响。
牛顿(1692):“一个物体可以在真空中不经任何媒介,在远处对另一个物体产生作用,它们的作用和力由此相互传递,在我看来,这实在是太荒谬了,我相信,任何一个在哲学上具有良好思维能力的人都不会陷入这种境地。”
1996 年,安德鲁·斯特罗明格和卡姆伦·瓦法对极端 Reissner-Nordstr¨om 黑洞的微观状态计数已被证明是弦理论的核心成果。本文以哲学读者为中心,在当代背景下介绍该论证,并分析其相当复杂的概念结构。特别是,我们将确定它所依赖的各种理论间关系,例如对偶性和链接关系。我们进一步旨在阐明为什么该论证立即被认为是对该黑洞熵的成功解释,以及它如何引发旨在加强黑洞弦理论分析的后续工作。我们将简要讨论它与 AdS/CFT 猜想公式的关系,并给出在 AdS/CFT 对应关系背景下对熵计算的熟悉重新解释。最后,我们讨论了 Strominger 和 Vafa 的黑洞熵微观解释对黑洞信息悖论的启发作用。配套论文分析了 Strominger-Vafa 黑洞状态的本体论、黑洞从 D 膜集合中出现的问题以及对应原理在弦理论黑洞背景下的作用。
为什么黑洞与量子引力有关?与广义相对论方程的所有其他解一样,它们是先验的完全经典的对象。然而,一个令人惊讶的特征是它们表现出热力学性质。普通热力学定律是许多微观状态集合的宏观、粗粒度描述;例如,使用统计力学,可以从气体动力学理论中推导出这些定律。同样,黑洞热力学定律可以看作是广义相对论提供的低能有效理论中引力的突现特性。了解黑洞热力学如何随着能量的增加而改变,可能会揭示一些关于量子引力基本理论的信息,从而为时空的量子结构提供一个窗口。相反,应该可以从量子引力的基本理论出发,采取一些适当的粗粒度极限,推导出黑洞热力学及其修正。
在本文中,我们探讨了以下建议:施瓦茨柴尔德黑洞将在其寿命结束时,将经历量子过渡到“白洞”:一个恰恰是黑洞时间反转的对象。这种过渡采用量子隧道的形式。为了评估隧道幅度,我们表征了量子重力影响占主导地位的区域,因为与外部曲率相交的高度相交的高度曲面所包围,外部曲率等于零。这使我们能够恢复隧道幅度,如正常之间的增强角度指定的隧道幅度。这项工作的长期目的是找到量子重力区域真空爱因斯坦方程的复杂解,从而为黑洞蒸发后对黑洞发生的情况提供了完整的解释。
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