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內容簡介

　　《現代物理基礎叢書·典藏版：經典黑洞和量子黑洞》係統地闡述瞭黑洞物理領域近年來的新進展，包括作者、閤作者和國內外同行學者們的近期研究成果。書中內容係統而深刻，物理思想靈活，數學技巧豐富.諸多內容適閤於碩士生、博士生用於專業課學習和科研選題。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：經典黑洞和量子黑洞》包括施瓦西黑洞，剋爾黑洞，經典黑洞熱力學，黑洞熱力學的量子理論，黑洞的量子輻射，黑洞的準正規模和晚期拖尾，黑洞的正則量子化，黑洞的麵積譜、質量譜、電荷譜、角動量譜和黑洞的引力效應等七章七十七節。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：經典黑洞和量子黑洞》可供物理、天文和應用數學專業的碩士生、博士生和研究人員閱讀，也可供本科高年級學生和自學者參考。

內頁插圖

目錄

前言

第1章 施瓦西黑洞
1．1 施瓦西麵
1．2 自由下落坐標係
1．3 施瓦西黑洞
1．4 Kruskal坐標
1．5 Penrose圖

第2章 球對稱恒星的引力坍縮
2．1 廣義相對論恒星的引力平衡
2．2 球對稱恒星的引力坍縮

第3章 剋爾黑洞
3．1 剋爾度規
3．2 特徵麯麵
3．3 黑洞的無毛定理
3．4 Rindler變換
3．5 穩態時空中的事件視界
3．6 黑洞的第四個參量

第4章 經典黑洞熱力學
4．1 經典黑洞的麵積不減定理
4．2 經典黑洞的溫度和熵
4．3 黑洞熱力學的基本定律

第5章 黑洞熱力學的量子理論
5．1 離殼與即殼
5．2 歐氏方案和熱力學熵
5．3 模型描述：即殼結果
5．4 離殼方法
5．5 磚牆模型
5．6 頂角奇異性方法
5．7 鈍錐方法
5．8 體積截斷方法
5．9 離殼與即殼計算結果的比較
5．10 小結
5．11 二維有效作用量的共形變換
5．12 二維標量場的有效作用量和自由能
5．13 磚牆邊界附近的Casimir效應和場漲落
5．14 四維愛因斯坦-麥剋斯韋理論的球對稱退化
5．15 Tree-Level黑洞熱力學
5．16 L-P作用量及量子場熱態的選擇
5．17 量子修正的黑洞幾何
5．18 熱力學量的量子修正
5．19 歐氏剋爾一紐曼幾何
5．20 視界的外幾何
5．21 頂角奇異性和麯率張量
5．22 熱核展開和熵
5．23 Dirac鏇量場的熵
5．24 共形場論方法
5．25 穩態軸對稱荷電黑洞時空中的微分同胚代數
5．26 Kerr-Newman黑洞的統計力學熵
5．27 Kerr-Newman-AdS黑洞的統計力學熵
5．28 靜態和穩態dilaton黑洞時空中的微分同胚代數
5．29 Garfinkle-Horowitz-Strominger dilatonic黑洞的統計力學熵
5．30 Garfinkle-Maeda dilaton黑洞的統計力學熵
5．31 穩態Kaluza-Klein黑洞的統計力學熵
5．32 黑洞統計力學熵的對數修正及新熵界
5．33 熵，哈密頓和Noether荷
5．34 量子激發和黑洞的熵
5．35 無視界靜態引力場中量子場的統計力學
5．36 與視界有關的性質
5．37 視界存在時的正則方案
5．38 協變歐氏方案
5．39 黑洞的熱力學和統計力學
……
第6章 黑洞的量子效應
第7章 黑洞的引力效應
參考文獻

前言/序言

　　本書內容包括黑洞的經典理論和量子理論兩部分，經典理論部分包括球對稱引力場的奇異性，球對稱恒星的引力塌縮，Kerr黑洞、Kerr-Newman黑洞和經典黑洞熱力學等內容。量子理論部分包括黑洞熱力學的量子理論、黑洞的量子輻射、黑洞的微擾理論和黑洞的量子化等內容，在內容安排上，側重於黑洞的量子理論。
　　近年來，許多學者對黑洞熵的量子理論頗感興趣，嚴格地說，計算黑洞量子熵須用到量子引力理論，而至今還沒有建立一個令人滿意的量子引力理論，用量子引力理論研究黑洞的熵依賴於量子引力理論的細節，但是，如果認為黑洞熵和視界麵積成正比這一結論是普適的，則黑洞熵就應該與量子引力理論的細節沒有關係。因此，人們可以避開量子引力理論的細節，來研究黑洞的熱力學熵和統計力學熵。書中詳細討論瞭黑洞熱力學的量子修正，黑洞量子熵的計算方法，即殼（on shell）和離殼（off shell）方案（其中包括磚牆模型、頂角奇異性方法、鈍錐方法和體積截斷方法），協變歐氏方案和共形場論方法。
　　黑洞熱力學的四條定律與普通熱力學定律的一緻，使人們自然認為黑洞處於熱平衡狀態（至少靜態和穩態黑洞如此）。如果給黑洞一個微擾，微擾衰減後黑洞應該迴到平衡狀態，黑洞微擾理論錶明，微擾場在黑洞時空中的演化過程分為初始擾動、準正規模（指數衰減）和晚期拖尾（冪律衰減）三個階段，黑洞狀態對於微擾是穩定的。研究錶明，黑洞準正規模的頻譜隻決定於黑洞本身的性質，與擾動的初始形式無關。這一結果在黑洞的天文觀測中具有重要而深遠的意義，因此也使人們對黑洞準正規模的研究産生瞭極大的興趣。猶如不同的樂器發齣不同種類的聲音一樣，不同的黑洞具有不同的準正規模頻譜，書中詳細討論瞭幾種黑洞時空的準正規模頻譜和它們的晚期冪律拖尾。
　　黑洞是宇宙中最簡單和最漂亮的物體，隻由三個參量（質量，電荷和角動量）便可唯一確定，所有其他性質，如磁場、磁矩、物質結構（輕子數、重子數）等性質在形成黑洞時已全部化為烏有。
　　黑洞如此簡單，很像氫原子，它隻有質量、電荷和角動量三個經典自由度。氫原子也隻有三個經典自由度，即電子的三個空間坐標x，y，z。因此人們想到，不用量子引力理論，用量子力學描述黑洞的量子化，揭示黑洞的量子性質。書中討論瞭黑洞時空的哈密頓正則量子化方案，給齣類似薛定諤方程的黑洞時空動力學方程，導齣量子化的黑洞質量譜、麵積譜、電荷譜和角動量譜，書中還討論瞭暗物質和暗能量，以及被暗能量包圍的黑洞的量子性質。
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