【摘 要】
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人们对于黑洞的认识,最早起源于经典的引力理论,人们认为所有的物质,都能够被黑洞所吸收,并且没有逃逸的可能,同时,这些物质被黑洞吸收以后,会丢失大部分的信息。而最早发现并且证明了黑洞并不是完全黑的,是在1974年完成的,当时霍金(Hawking)在研究恒星塌缩形成黑洞的量子效应时,首次发现并完成了这一论证,他运用半经典理论,证明了黑洞在形成的过程中,其质量减少的同时,还不断在以能量的形式向外发出辐射
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人们对于黑洞的认识,最早起源于经典的引力理论,人们认为所有的物质,都能够被黑洞所吸收,并且没有逃逸的可能,同时,这些物质被黑洞吸收以后,会丢失大部分的信息。而最早发现并且证明了黑洞并不是完全黑的,是在1974年完成的,当时霍金(Hawking)在研究恒星塌缩形成黑洞的量子效应时,首次发现并完成了这一论证,他运用半经典理论,证明了黑洞在形成的过程中,其质量减少的同时,还不断在以能量的形式向外发出辐射,人们把这一过程称之为霍金辐射。随后,贝肯斯坦(Bekenstein)-霍金熵的提出,使得黑洞热力学的研究成为理论物理中一个有趣而富有挑战的课题。黑洞热力学的提出在一定层面上成为连接广义相对论、经典热力学和量子力学的桥梁和纽带。人们在研究黑洞热力学的问题时,通常是把黑洞热力学的一些基本量和黑洞热力学四大定律为研究基础,并且在研究过程中发现黑洞具有许多丰富的相结构,黑洞作为热力学系统与一般热力学系统有许多有趣的相似之处。对于AdS空间中的黑洞来说,这些相似性变得更加明显和精确。十分有趣的是,若把黑洞当作一个热力学系统,来研究它的一些热力学量和相变规律时,它呈现出与经典的范德瓦尔斯(van der Waals)系统类似的特性,包括P-V临界、焦耳-汤姆逊膨胀、黑洞热机效率、黑洞的弱宇宙检验猜想等。正是因为研究和发现了这些有趣的结果,使得人们对于黑洞的热力学性质有了更深一步的了解。在此基础上,我们将黑洞热力学性质的研究扩展到Bardeen-AdS(BAdS)黑洞的情形,研究讨论了AdS时空背景下BAdS黑洞的P-V临界性和焦耳-汤姆逊(Joule-Thomson)膨胀。本文从AdS时空中,把负宇宙学常数作为热力学压强这一具有吸引力的基础研究出发,调查了以BAdS黑洞为代表的正则黑洞在扩展相空间中的一些有趣的热力学性质。首先,我们回顾了在扩展相空间中BAdS黑洞的一些热力学量,并且推导得出了BAdS黑洞的状态方程。然后,我们研究了BAdS黑洞的P-V临界,得到了几个重要的临界量,并且绘制了等温曲线。最后,我们还调查了BAdS黑洞的Joule-Thomson膨胀,得到了最小反转温度,在T-P平面上绘制了反转曲线和等焓曲线。最后的结果表明,BAdS黑洞作为一个热力学系统,也同样具有与范德瓦尔斯(van der Waals)系统相似的热力学性质。
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