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黑洞是广义相对论在强引力作用下的预言。恒星演化到晚期时,一般要发生坍缩,形成白矮星、中子星或黑洞,其中如果星体经物质抛射后的质量超过3M⊙,则此星体将坍缩成黑洞。
X射线天体物理学的研究推动了恒星级黑洞的研究,使理论推测的黑洞成为可实在搜寻和判断的天体,使黑洞物理学建立在了坚实的基础之上,并使更高效产能机制的探索成为了新的前沿研究课题。近年来,人们通过对γ射线暴的探测和分析,进一步获得了黑洞可能存在的证据。
在理论研究方面,近年来人们对黑洞的量子辐射、黑洞熵等内容作了一些研究工作,也取得了一些成果,但有关的一些理论问题尚需深入探讨。
本文对黑洞辐射及黑洞熵进行了研究。对黑洞的量子热辐射及量子非热辐射进行了分析,阐述了黑洞热辐射的证明及动态黑洞量子热辐射的研究方法;阐述了动态黑洞量子非热辐射研究的一般方法;并分别从Klein-Gordon(K-G)方程和Hamilton-Jacobi(H-J)方程出发研究了黑洞的视界表面引力的计算方法。在黑洞熵的研究方面,介绍了黑洞熵的几种研究方法;重点介绍了Brick-wall模型、薄膜模型和广义测不准关系方法的基本观点及计算方法;薄膜模型和广义测不准关系方法是较新的计算黑洞熵的方法,并可应用于动态黑洞熵的研究;本文利用Brick-wall模型方法对Reissner-Nordstrom(R-N)黑洞的Dirac场的熵进行了详细计算,得出了R-N黑洞Dirac场的统计熵的表达式。可以看出,采用Brick-wall模型、薄膜模型和广义测不准关系方法得出的黑洞熵的表达式都与黑洞视界的面积成正比。
总的来说,以上内容对研究和探索黑洞热力学等问题都是重要的,介绍的方法对黑洞物理学的研究具有一定的意义。