匀加速直线运动稳态Kerr黑洞视界的表面引力.pdfVIP

第28卷 第2期 西华 师范大学学报 (自然科学版 ) 2007年6月 Vol.28 No.2 JournalofChinaWestNormalUniversity(NaturalSciences) Jun.2007 文章编号:1673-5072(2007)02-0138-03 匀加速直线运动稳态Kerr黑洞视界的表面引力 刘晶晶，陈德友，侯建松，赖祥军 (西华师范大学理论物理研究所，四川南充 637002) 摘 要:利用新的:ortois。坐标变换，我们对匀加速直线运动稳态Kerr黑洞视界表面引力与粒子能级进行了研究. 由Hamilton-Jacobi方程和Klein-Gordon方程求解得到的黑洞视界表面引力是一致的，求出的Hawking温度、表面引 力和时空中粒子的能级分布都是一个与0有关的函数. 关键词:黑洞;视界表面引力;tortois。坐标 中图分类号:P145.8 文献标识码:A 1 引言 黑洞是爱因斯坦广义相对论在强引力条件下最有深远意义的预言之一 按 目前的恒星演化理论和广义 相对论就会得出以下重要结论:在恒星演化晚期，随着热核反应的减弱，恒星温度逐渐降下来，从而失去力学 平衡，产生引力坍缩，坍缩后的星体的质量如果小于钱德拉卡(Chandrasekhar)极限(约是太阳质量的1.4 倍)，将形成靠电子简并压维持平衡的白矮星;若坍缩后的星体的质量大于钱德拉卡极限但小于奥本海默 (Oppenheimer)极限(约是太阳质量的3倍)，则将形成靠中子简并压来维持平衡的中子星;若大于奥本海默 极限，则中子简并压也抵不住引力坍缩，平衡不再存在，该星体将无限坍缩下去形成黑洞.对黑洞的研究和探 索是物理学和天文学的前沿课题之一，并已成为当前科学研究的热点问题.在理论方面，由于广义相对论彻 底改变了人们对时间、空间、物质和引力的本质及相互关系的认识，同时广义相对论彻底改变了人们的宇宙 观，预言和描述了一种新的天体— 黑洞，它具有强引力场和奇妙的时空结构.黑洞问题是21世纪最具挑战 性的问题，它涉及物理学基本定律与时空理论之间的内在联系，所显示的理论困难，将可能触发物理学的一 场新革命，因此，近年来黑洞研究吸引了越来越多的物理学家和天文学家的注意，研究范围从静态球对称黑 洞扩展到稳态轴对称黑洞和各种动态黑洞，以及形形色色的奇异黑洞和奇异时空. 我们都知道，Hawking证明了黑洞热辐射，其温度是真实的温度，后来T.Damou:与R.Ruffini介绍了一 种证明Hawking辐射的方法，由此人们利用相对论量子力学、量子场论、量子统计等方法对静态、稳态、动态 的黑洞进行了一系列的研究，这些研究促进了黑洞物理学的发展.而黑洞热辐射的一个重要的参量就是其表 面引力，本文利用新形式的tortoise坐标变换，通过求解Hamilton-Jacobi方程和Klein-Gordon方程，对匀加速 直线运动稳态Kerr黑洞的视界表面引力进行了研究，同时分析了该黑洞视界的粒子能态分布与特征，这对 于黑洞的热效应和非热辐射研究具有重要意义. 2 匀加速直线运动稳态Kerr黑洞时空中的粒子能级 匀加速直线运动稳态Kerr黑洞的时空线元用超前爱丁顿坐标表示为川 ddS2，=(1一F)dv，一2dvdr一场2dvd0+2sin0AFdv4+2Asin20drdcp- ，p2d02+2的2sin20d0dcp一sine0(A2Fsin20+A2+;，)d沪2 (1) 其中F=2arcos8+2mrO2+p丫z 一aassiinno0,，pp2=r2+A2COS，0.转动轴的北极。=0指向加速度的芳向，A,a 收稿日期:2006一11一30 基金项目:国家自然科学基金资助项目;四川省科技厅基础研究基金资助项目(05JY029-092). 作者简介:刘晶晶(1971一)，男，江西萍乡人，西华师范大学理论物理研究所硕士研究生，主要从事天体物理方面的研究 工作. 第28卷第2期 刘晶晶，等:匀加速直线运动稳态Kerr黑洞视界的表面引力 139 和m分别为单位质量的角动量、加速度和源质量，三者都