【摘 要】
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黑洞是广义相对论预言的天体,霍金辐射是黑洞研究最重要的发现之一。由量子效应推出黑洞的霍金辐射是具有黑体辐射谱的热辐射,是最具特征的量子效应,它的发现引起了人们对很多基础物理学问题的争论。因此,霍金辐射能在不同类型的黑洞中得到更多的理论论证和实验检测具有重要意义。声学黑洞是通过模拟引力得到的流体声波模型,通过实验研究声黑洞中声波的传播和声子的热辐射来间接验证霍金辐射。目前,实验室条件下的声学黑洞已经
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黑洞是广义相对论预言的天体,霍金辐射是黑洞研究最重要的发现之一。由量子效应推出黑洞的霍金辐射是具有黑体辐射谱的热辐射,是最具特征的量子效应,它的发现引起了人们对很多基础物理学问题的争论。因此,霍金辐射能在不同类型的黑洞中得到更多的理论论证和实验检测具有重要意义。声学黑洞是通过模拟引力得到的流体声波模型,通过实验研究声黑洞中声波的传播和声子的热辐射来间接验证霍金辐射。目前,实验室条件下的声学黑洞已经得到实现,对声黑洞的霍金辐射进行理论研究将促进对引力黑洞本质的认识、能为更多类比模型的搭建提供依据,并为具体的实验探测提供理论指导。本文运用Damour-Ruffini方法和Parikh-Wilczek的量子隧穿法计算了不同种类的引力黑洞的霍金辐射。在此基础上类比出引力黑洞的声学模型,分析和计算了声学黑洞的流体模型、声子的霍金辐射,并对声子的隧穿效应进行了初步研究。主要的研究工作包括:(1)通过Damour、Ruffin等人采用的对径向坐标作解释延拓的方法求解暗能量黑洞的霍金辐射。(2)通过Parikh-Wilczek的量子隧穿法计算“Quintessence黑洞”的霍金辐射温度,与利用Damour-Ruffini方法求解得到结果相一致。(3)结合几何学、流体力学、理论声学,推导具体声度规形式。(4)通过Damour-Ruffini方法,计算球对称稳态声黑洞中声子的辐射谱并计算出声子的霍金辐射温度,结果与Unruh通过微扰线性方法分析的结果相一致。(5)通过半经典方法讨论了球对称稳态声黑洞中声子的隧穿效应,初步计算了声子在声视界表面的隧穿概率。
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