Quantum Field Theory in Curved Spacetime and Black Hole Thermodynamics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:University Of Chicago Press

作者:Robert M. Wald

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:1994-12-12

价格:USD 55.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780226870250

丛书系列:

图书标签:

量子场论
弯曲时空
黑洞热力学
广义相对论
量子引力
黑洞物理
宇宙学
霍金辐射
真空极化
信息悖论

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具体描述

《量子场论在弯曲时空中的应用及黑洞热力学》本书深入探讨了量子场论在理解引力场，特别是强引力场（如黑洞附近）的本质时所面临的挑战与机遇。我们从基础的经典广义相对论出发，回顾了弯曲时空的概念，包括度规、曲率张量以及时空几何的动力学方程。在此基础上，本书详细阐述了如何在弯曲时空中构建量子场论。这涉及到对标量场、狄拉克场和电磁场在弯曲时空中的传播、量子化以及能量动量张量等基本量的计算。本书的一个核心主题是对黑洞热力学性质的量子诠释。我们将从贝肯斯坦-霍金熵的经典表述出发，引出黑洞为何拥有热力学属性的深层问题。随后，我们详细介绍如何运用量子场论的方法，特别是量子化方法，来计算黑洞的温度和熵。这里会涉及到的关键概念包括：粒子产生的效应（霍金辐射）：我们将详细分析在黑洞视界附近，由于时空曲率的剧烈变化，量子场会发生粒子产生现象。这部分内容将通过对视界处真空态的仔细分析，并运用粒子数算符和能谱计算，来推导霍金辐射的谱和总辐射功率。我们会探讨不同类型的视界（如史瓦西、克尔）在粒子产生中的差异。黑洞熵的起源：除了视界面积正比的经典结果，本书将深入探讨量子信息论在理解黑洞熵方面的作用。我们将介绍信息悖论的提出，以及量子纠缠如何可能在黑洞熵的微观起源中扮演关键角色。这可能涉及到对视界附近量子涨落的分析，以及如何将这些涨落与信息丢失问题联系起来。黑洞的蒸发与终结：随着霍金辐射的持续，黑洞会逐渐失去质量并最终蒸发。本书将分析这一过程的时间尺度，并探讨黑洞蒸发后的残留物问题。我们会讨论不同的观点，包括黑洞信息是否能够通过某些机制（如低能引力波、某种形式的“余烬”）得以保存，或是信息确实在黑洞蒸发过程中丢失。量子场论的推广与挑战：除了标准模型中的场，我们还会触及一些更前沿的课题，例如在弯曲时空中处理规范场理论，以及量子引力理论对黑洞性质的潜在影响。我们会讨论量子场论在强引力场下可能遇到的不完备性，以及如何通过引入新的物理机制来解决这些问题。本书的结构安排旨在引导读者循序渐进地理解这一复杂而迷人的领域。从基础的数学工具和物理概念，到具体的计算方法和理论推导，再到前沿的研究方向，力求为读者构建一个清晰的知识框架。我们相信，通过对量子场论在弯曲时空中的深入研究，不仅能加深我们对引力本质的理解，更能揭示宇宙深处的奥秘。