黑洞與時間的性質 pdf epub mobi txt 電子書 下載2025

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本書介紹瞭建立在廣義相對論基礎上的黑洞理論和量子宇宙學，包括黑洞的幾何結構，熱性質與量子性質，信息疑難，奇性定理，時空泡沫結構，時空隧道與時間機器等。還介紹瞭古今學者對時間的認識和對時間性質的研究。本書用主要篇幅給齣瞭作者近年來在上述領域的工作，包括計算動態黑洞溫度的方法，計算黑洞熵的薄膜模型，黑洞信息疑難和量子隧穿過程，奇性定理和自由光綫的加速度，蟲洞對量子場論的影響，製造與維持時空隧道和時間機器的可能性，時間度量的理論基礎，如何調整異地鍾速的同步，如何定義相繼時間段的相等。還在上述研究的基礎上探討瞭時間性質與熱力學的關係。

本書可供理論物理和天體物理工作者參考，也可供物理、數學、天文、自然哲學等專業的教師、研究生、大學生以及對上述領域感興趣而又具備理工科大學基礎知識的讀者閱讀。

劉遼，北京師範大學物理係教授。1952年畢業於北京大學物理係，曾任中國物理學會理事，中國引力與相對論天體物理學會理事，理事長。國際廣義相對論和引力委員會委員。俄羅斯《引力和宇宙》雜誌中國編委。長期從事理論物理的教學與研究。在國內外重要刊物上發錶論文60餘篇，在黑洞熱力學，黑洞量子化、基子宇宙學，蟲洞與時間機器，時空泡沫結構，量子引力與彎麯時空、量子場論等方麵有創新性工作。主要著作有：《廣義相對論》，《最子場論》、《狹義相對論》，《暴脹字宙和字宙弦》，《李群與李代數》，編寫過《彎麯時空量子場論》、《量子宇宙學》等講義。1986年，1996年兩次獲國傢教委科技進步二等奬。

第一章 黑洞的幾何性質
1.1 黑洞與無限紅移
1.曆史上的黑洞
2.史瓦西時空的奇點和奇麵
3.引力紅移
4.無限紅移麵
1.2 黑洞的錶麵——事件視界
1.世界綫
2.光錐
3.零超麯麵
4.事件視界
5.單嚮膜區
6.時空坐標互換
1.3 時空的延拓
1.史瓦西坐標的缺點
2.自由下落觀測者
3.烏龜坐標與愛丁頓坐標
4.剋魯斯卡爾坐標
5.彭羅斯圖
1.4 最一般的穩態黑洞
1.剋爾一紐曼度規
2.無限紅移麵與視界
3.單嚮膜區與能層
4.內稟奇異性
5.彭羅斯圖
6.極端黑洞、裸奇異與宇宙監督假設
7.不可抵達的奇點與奇環
1.5 黑洞的非熱效應
1.拖曳效應
2.黑洞的錶麵積、錶麵引力和靜電勢
3.彭羅斯過程
4.黑洞的受激輻射
5.黑洞的自發輻射
第二章 黑洞的溫度與熱輻射
2.1 黑洞的熱性質
1.無毛定理
2.麵積定理
3.貝肯斯坦一斯馬爾公式
4.極端黑洞的熱性質
5.穩態黑洞的錶麵引力
6.黑洞力學的四條定律
2.2 黑洞的熱輻射
1.霍金輻射的物理機製
2.粒子在黑洞附近的運動
3.視界對粒子的散射
4.輻射是黑體輻射
5.剋爾一紐曼黑洞的熱輻射
2.3 黑洞的熱平衡
1.一般係統的熱平衡
2.史瓦西黑洞與外界的熱平衡
3.R—N黑洞的相變
4.黑洞的演化
2.4 安魯效應
1.倫德勒坐標
2.安魯效應
3.不等價的真空
4.博戈留波夫變換與安魯效應的證明
5.史瓦西時空與倫德勒時空的相似性
6.倫德勒時空的視界
2.5 有視界就有熱效應
1.穩態時空中確定事件視界的普遍方法
2.錶麵引力、烏龜坐標與熱輻射
3.導緻熱效應的坐標變換
4.慣性的起源
2.6 非穩態黑洞的熱性質
1.黑洞的幾何定義——整體定義
2.黑洞的物理定義——局域定義
3.非穩態黑洞的研究
4.計算非穩態黑洞熱輻射的方法
第三章 黑洞熵與信息疑難
3.1 黑洞熵綜述
1.黑洞熵的提齣、貝肯斯坦一霍金熵
2.廣義熱力學第二定律、熵界
3.關於黑洞熵本質的探討
3.2 黑洞熵，特霍夫特的磚牆模型
3.3 薄膜模型——對磚牆模型的改進
1.史瓦西黑洞
2.史瓦西-deSitter黑洞的熵
3.Vaidya黑洞的熵
4.討論
3.4 黑洞信息佯謬
3.5 靜態球對稱黑洞的量子隧穿輻射
1.計算霍金輻射譜時存在的問題
2.Painleve坐標係
3.量子隧穿輻射譜
3.6 穩態轉動黑洞的量子隧穿輻射
1.坐標鍾同時與剋爾一紐曼一Painlev坐標係
2.霍金輻射修正譜
3.7 靜止質量不為零的粒子的黑洞隧穿和deSitter隧穿
1.有靜止質量的粒子在穿越視界時的行為
2.黑洞事件視界處的勢壘貫穿
3.deSitter視界的勢壘貫穿幾率
3.8 帶電粒子的量子隧穿效應
1.帶電粒子穿越視界時的行為
2.齣射率
3.討論
3.9 霍金輻射信息疑難的再討論
第四章 質疑彭羅斯與霍金的奇性定理
4.1 奇點，時間的開始與終結
1.時空的本性奇點
2.對奇點的重新認識
4.2 彭羅斯與霍金的奇性定理
1.奇點與奇異性的定義
2.時空的因果結構
3.能量條件
4.共軛點與最長綫
5.奇性定理簡介
4.3 奇點的若乾性質
1.一類不可抵達的奇異區
2.奇環附近存在閉閤類時綫
3.奇環以光速轉動
4.奇環的溫度
4.4 熱力學第三定律與宇宙監督假設
1.解釋霍金輻射的睏難
2.霍金“吸收”和內稟奇區的熱輻射
3.奇區的溫度和熱力學第三定律
4.5 熱力學第三定律與時空奇異性
1.第三定律與類時奇點
2.奇異區的坐標溫度
3.完備時空處在絕對零度
4.啓示與猜想
4.6 彎麯時空中類光測地綫的加速度
1.倫德勒變換的啓示
……
第五章 蟲洞，時空遂道與時間機器
第六章 時間的性質
參考文獻
索引
· · · · · · (收起)