稳态轴对称爱因斯坦—麦克斯韦伸缩子黑洞的量子谱

• 作 者: 王津
• 出 处: 湖南师范大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 量子引力 稳态轴对称EMDA黑洞 黑洞的量子谱 约化相空间 黑洞动力学

弦理论是目前唯一有希望能够量子化引力并将引力与电磁、弱和强相互作用统一起来的自洽理论。这一理论具有解释宇宙起源与运行以及现代物理中很多难题的潜力。由弦理论得到的伸缩子黑洞,其时空有着与通常广义相对论中的时空不一样的性质,其原因在于伸缩子参数的存在。因此,多年来人们对伸缩子时空的各种研究极为关注。另外众所周知,在引力理论中一个还没有解决的重要问题是黑洞热力学特性的微观起源。这个问题只有在完全量子引力理论中才可能真正的解决。然而即使在缺乏成熟的量子引力理论时,我们也可以讨论一些基本问题,比如黑洞可观测参量的量子谱。特别是针对那些由量子引力候选理论得到的时空中的黑洞的量子谱,人们还缺乏详细的了解。 本文的目的是把视界面积谱的研究推广到弦论中的稳态轴对称EMDA黑洞。利用Gour-Medved约化相空间法,我们研究了稳态轴对称EMDA黑洞的视界面积谱,从面积谱可以看出,由于零点能的存在,真空涨落阻止了极端EMDA黑洞的出现,这与热力学第三定律也是一致的。同时根据EMDA黑洞动力学,存在与面积谱对应的大于零且有下界的质量离散谱,从物理上来看,质量谱的半有界性意味着不可能从系统吸取无限的能量,而正定性则与广义相对论中的正能定理一致,也就说稳态轴对称EMDA时空的ADM能量总是大于零。另外我们发现量子化后的稳态轴对称EMDA黑洞的视界面积可用两个量子数来描述,即A=8πh（1/2+n+l）,其中质量量子数n和角动量量子数l均为非负整数。这表明,由弦理论得到的具有质量、角动量和电荷的EMDA黑洞的量子谱与普通广义相对论中的Kerr-Newman黑洞量子谱相比有极不相同的性质。事实上,在极端稳态轴对称EMDA黑洞的情况下,J_cl=（M²-Q²/（2ω））^1/2是以黑洞质量和电荷为变量的函数,而视界面积刚好就是该函数的复合函数,因此导致这个从弦理论得到的黑洞具有这一奇特的特性。