《現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書·典藏版：經(jīng)典黑洞和量子黑洞》系統(tǒng)地闡述了黑洞物理領(lǐng)域近年來(lái)的新進(jìn)展，包括作者、合作者和國(guó)內(nèi)外同行學(xué)者們的近期研究成果。書中內(nèi)容系統(tǒng)而深刻，物理思想靈活，數(shù)學(xué)技巧豐富.諸多內(nèi)容適合于碩士生、博士生用于專業(yè)課學(xué)習(xí)和科研選題。
《現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書·典藏版：經(jīng)典黑洞和量子黑洞》包括施瓦西黑洞，克爾黑洞，經(jīng)典黑洞熱力學(xué)，黑洞熱力學(xué)的量子理論，黑洞的量子輻射，黑洞的準(zhǔn)正規(guī)模和晚期拖尾，黑洞的正則量子化，黑洞的面積譜、質(zhì)量譜、電荷譜、角動(dòng)量譜和黑洞的引力效應(yīng)等七章七十七節(jié)。
《現(xiàn)代物理基礎(chǔ)叢書·典藏版：經(jīng)典黑洞和量子黑洞》可供物理、天文和應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的碩士生、博士生和研究人員閱讀，也可供本科高年級(jí)學(xué)生和自學(xué)者參考。
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導(dǎo)語(yǔ)_點(diǎn)評(píng)_推薦詞
本書內(nèi)容包括黑洞的經(jīng)典理論和量子理論兩部分，經(jīng)典理論部分包括球?qū)ΨQ引力場(chǎng)的奇異性，球?qū)ΨQ恒星的引力塌縮，Kerr黑洞、Kerr-Newman黑洞和經(jīng)典黑洞熱力學(xué)等內(nèi)容。量子理論部分包括黑洞熱力學(xué)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(nèi)容，在內(nèi)容安排上，側(cè)重于黑洞的量子理論。
近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)黑洞熵的量子理論頗感興趣，嚴(yán)格地說(shuō)，計(jì)算黑洞量子熵須用到量子引力理論，而至今還沒(méi)有建立一個(gè)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于量子引力理論的細(xì)節(jié)，但是，如果認(rèn)為黑洞熵和視界面積成正比這一結(jié)論是普適的，則黑洞熵就應(yīng)該與量子引力理論的細(xì)節(jié)沒(méi)有關(guān)系。因此，人們可以避開(kāi)量子引力理論的細(xì)節(jié)，來(lái)研究黑洞的熱力學(xué)熵和統(tǒng)計(jì)力學(xué)熵。書中詳細(xì)討論了黑洞熱力學(xué)的量子修正，黑洞量子熵的計(jì)算方法，即殼（on shell）和離殼（off shell）方案（其中包括磚墻模型、頂角奇異性方法、鈍錐方法和體積截?cái)喾椒ǎ�，協(xié)變歐氏方案和共形場(chǎng)論方法。
黑洞熱力學(xué)的四條定律與普通熱力學(xué)定律的一致，使人們自然認(rèn)為黑洞處于熱平衡狀態(tài)（至少靜態(tài)和穩(wěn)態(tài)黑洞如此）。如果給黑洞一個(gè)微擾，微擾衰減后黑洞應(yīng)該回到平衡狀態(tài)，黑洞微擾理論表明，微擾場(chǎng)在黑洞時(shí)空中的演化過(guò)程分為初始擾動(dòng)、準(zhǔn)正規(guī)模（指數(shù)衰減）和晚期拖尾（冪律衰減）三個(gè)階段，黑洞狀態(tài)對(duì)于微擾是穩(wěn)定的。研究表明，黑洞準(zhǔn)正規(guī)模的頻譜只決定于黑洞本身的性質(zhì)，與擾動(dòng)的初始形式無(wú)關(guān)。這一結(jié)果在黑洞的天文觀測(cè)中具有重要而深遠(yuǎn)的意義，因此也使人們對(duì)黑洞準(zhǔn)正規(guī)模的研究產(chǎn)生了極大的興趣。猶如不同的樂(lè)器發(fā)出不同種類的聲音一樣，不同的黑洞具有不同的準(zhǔn)正規(guī)模頻譜，書中詳細(xì)討論了幾種黑洞時(shí)空的準(zhǔn)正規(guī)模頻譜和它們的晚期冪律拖尾。
黑洞是宇宙中最簡(jiǎn)單和最漂亮的物體，只由三個(gè)參量（質(zhì)量，電荷和角動(dòng)量）便可唯一確定，所有其他性質(zhì)，如磁場(chǎng)、磁矩、物質(zhì)結(jié)構(gòu)（輕子數(shù)、重子數(shù)）等性質(zhì)在形成黑洞時(shí)已全部化為烏有。
黑洞如此簡(jiǎn)單，很像氫原子，它只有質(zhì)量、電荷和角動(dòng)量三個(gè)經(jīng)典自由度。氫原子也只有三個(gè)經(jīng)典自由度，即電子的三個(gè)空間坐標(biāo)x，y，z。因此人們想到，不用量子引力理論，用量子力學(xué)描述黑洞的量子化，揭示黑洞的量子性質(zhì)。書中討論了黑洞時(shí)空的哈密頓正則量子化方案，給出類似薛定諤方程的黑洞時(shí)空動(dòng)力學(xué)方程，導(dǎo)出量子化的黑洞質(zhì)量譜、面積譜、電荷譜和角動(dòng)量譜，書中還討論了暗物質(zhì)和暗能量，以及被暗能量包圍的黑洞的量子性質(zhì)。
目錄
前言
第1章 施瓦西黑洞 1
1.1 施瓦西面 1
1.2 自由下落坐標(biāo)系 3
1.3 施瓦西黑洞 5
1.4 Kruskal坐標(biāo) 6
1.5 Penrose圖 8
第2章 球?qū)ΨQ恒星的引力坍縮 10
2.1 廣義相對(duì)論恒星的引力平衡 10
2.2 球?qū)ΨQ恒星的引力坍縮 12
第3章 克爾黑洞 15
3.1 克爾度規(guī) 15
3.2 特征曲面 16
3.3 黑洞的無(wú)毛定理 19
3.4 Rindler變換 25
3.5 穩(wěn)態(tài)時(shí)空中的事件視界 29
3.6 黑洞的第四個(gè)參量 30
第4章 經(jīng)典黑洞熱力學(xué) 41
4.1 經(jīng)典黑洞的面積不減定理 41
4.2 經(jīng)典黑洞的溫度和熵 46
4.3 黑洞熱力學(xué)的基本定律 51
第5章 黑洞熱力學(xué)的量子理論 53
5.1 離殼與即殼 53
5.2 歐氏方案和熱力學(xué)熵 54
5.3 模型描述：即殼結(jié)果 56
5.4 離殼方法 59
5.5 磚墻模型 60
5.6 頂角奇異性方法 64
5.7 鈍錐方法 66
5.8 體積截?cái)喾椒?68
5.9 離殼與即殼計(jì)算結(jié)果的比較 71
5.10 小結(jié) 76
5.11 二維有效作用量的共形變換 78
5.12 二維標(biāo)量場(chǎng)的有效作用量和自由能 79
5.13 磚墻邊界附近的Casimir效應(yīng)和場(chǎng)漲落 82
5.14 四維愛(ài)因斯坦-麥克斯韋理論的球?qū)ΨQ退化 85
5.15 Tree-Level黑洞熱力學(xué) 87
5.16 L-P作用量及量子場(chǎng)熱態(tài)的選擇 91
5.17 量子修正的黑洞幾何 96
5.18 熱力學(xué)量的量子修正 99
5.19 歐氏克爾-紐曼幾何 104
5.20 視界的外幾何 106
5.21 頂角奇異性和曲率張量 108
5.22 熱核展開(kāi)和熵 112
5.23 Dirac旋量場(chǎng)的熵 115
5.24 共形場(chǎng)論方法 120
5.25 穩(wěn)態(tài)軸對(duì)稱荷電黑洞時(shí)空中的微分同胚代數(shù) 123
5.26 Kerr-Newman黑洞的統(tǒng)計(jì)力學(xué)摘 126
5.27 Kerr-Newman-AdS黑洞的統(tǒng)計(jì)力學(xué)摘 128
5.28 靜態(tài)和穩(wěn)態(tài)dilaton黑洞時(shí)空中的微分同胚代數(shù) 129
5.29 Garfinkle-Horowitz-Strominger dilatonic黑洞的統(tǒng)計(jì)力學(xué)摘 132
5.30 Garfinkle-Maeda dilaton黑洞的統(tǒng)計(jì)力學(xué)摘 133
5.31 穩(wěn)態(tài)Kaluza-Klein黑洞的統(tǒng)計(jì)力學(xué)熵 134
5.32 黑洞統(tǒng)計(jì)力學(xué)熵的對(duì)數(shù)修正及新熵界 135
5.33 熵，哈密頓和Noether荷 136
5.34 量子激發(fā)和黑洞的熵 137
5.35 無(wú)視界靜態(tài)引力場(chǎng)中量子場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)力學(xué) 139
5.36 與視界有關(guān)的性質(zhì) 145
5.37 視界存在時(shí)的正則方案 146
5.38 協(xié)變歐氏方案 152
5.39 黑洞的熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué) 156
5.40 廣義重正化和Noethei荷 158
5.41 誘導(dǎo)引力中的黑洞熵 159
5.42 小結(jié) 162
附錄A 曲率在與黑洞視界面正交的子空間中的投影 163
附錄B 視界的外曲率幾何 164
附錄C Carlip邊界條件 168
第6章 黑洞的量子效應(yīng) 170
6.1 粒子對(duì)的自發(fā)產(chǎn)生過(guò)程 170
6.2 霍金輻射 175
6.3 靜態(tài)和穩(wěn)態(tài)黑洞的量子輻射 181
6.4 黑洞的準(zhǔn)正規(guī)模 200
6.5 黑洞時(shí)空中衰減緩慢的準(zhǔn)正規(guī)模 217
6.6 黑洞時(shí)空中的冪律拖尾 223
6.7 暗物質(zhì)和暗能量 234
6.8 RNA黑洞的量子化 242
6.9 宇宙弦黑洞的量子化 248
6.10 Quintessence黑洞的量子化 254
6.11 Kerr-Newman黑洞的量子化 258
第7章 黑洞的引力效應(yīng) 279
7.1 有質(zhì)量標(biāo)量粒子的有限運(yùn)動(dòng) 279
7.2 狄拉克方程的能譜 284
7.3 電子在微黑洞場(chǎng)中的有限運(yùn)動(dòng) 290
7.4 旋量和零標(biāo)架的應(yīng)用 296
7.5 關(guān)于退耦和分離變量 302
7.6 粒子的散射和吸收 308
7.7 克爾-紐曼-德西特黑洞和中微子波 313
7.8 黑洞的表面幾何效應(yīng) 321
參考文獻(xiàn) 351
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