پایان‌نامه

ترمودینامیک سیاهچاله ها و تابش هاوکینگ

چکیده

در این پایان نامه به بررسی برخی از مفاهیم در فیزیک سیاهچاله ها مانند ترمودینامیک سیاهچاله ها، تابش هاوکینگ و اختلال در هندسه ی سیاهچاله ها پرداخته ایم. تابش هاوکینگ به همراه آنتروپی هاوکینگ-بکن اشتاین برای سیاهچاله ها جز مهم ترین مسایل در فیزیک سیاهچاله ها هستند. عقیده بر این است که مطالعه ی این دو شاخه از فیزیک سیاهچاله ها سرانجام فیزیکدانان را به سمت نظریه ی صحیح گرانش کوانتومی هدایت خواهد کرد. نظریات و روش های متعددی قادر به پیش گویی آنتروپی هاوکینگ-بکن اشتاین هستند. سه مورد از این روش ها را بررسی کرده ایم، و سپس محاسبه ی جدیدی بر پایه ی نتایج نظریه ی گرانش کوانتومی حلقه در رهیافت بندادی بزرگ انجام شده است. تاکنون روش های گوناگونی برای محاسبه ی دمای افق رویداد سیاهچاله ها ارایه شده است. یکی از این روش ها بر پایه ی اختلال های فضا زمان استوار است. در این روش ایده اصلی این است که ذرات و میدان های ساطع شده از افق رویداد سیاهچاله را به عنوان چشمه های اختلال در هندسه ی سیاهچاله در نظر بگیریم. رفتار این اختلال ها با معادله ی موج در فضا زمان مورد نظر توصیف می شود. این معادله ی موج را در برخی از فضا زمان ها می توان به صورت دقیق حل کرد. سپس با اعمال شرایط مرزی مناسب نتایج متفاوتی مانند دمای هاوکینگ، عامل جسم خاکستری، سطح مقطع جذب سیاهچاله و شبه مدهای طبیعی به دست می آیند. چند روش تقریبی کارآمد نیز برای حل معادله ی موج و اعمال شرایط مرزی در حد ذرات و میدان های با انرژی کم وجود دارد. برای محاسبه ی دمای هاوکینگ باید ذرات و میدان های مورد نظر در حد انرژی زیاد بررسی شوند. بنابراین، محاسبه ی دمای هاوکینگ از این روش تنها برای تعداد معدودی از سیاهچاله ها که در آنها معادله ی موج به صورت دقیق حل می شود، میسر است. یکی از اهداف ما در این پایان نامه بررسی اثر تبدیلات همدیس (کانفرمال) بر دمای هاوکینگ سیاهچاله ها بود. دسته ای از این تبدیلات، سنجه ی سیاهچاله ی مورد نظر را طوری تغییر می دهند که معادله ی موج در فضا زمان تبدیل یافته قابل حل است، و می توان دمای هاوکینگ را محاسبه کرد. قبلا با استفاده از یک روش کاملا هندسی نشان داده شده است که گرانش سطحی و دمای افق رویداد سیاهچاله تحت تبدیل همدیس ناوردا است. در روش ارایه شده در این پایان نامه نیز دماهای هاوکینگ یکسانی برای سیاهچاله های تبدیل یافته با سیاهچاله های اصلی حاصل می شود. اما این روش دارای کلیت کم تری نسبت به روش هندسی است، ولی مزیت آن در این است که روش ارایه شده نیمه کلاسیک و به مکانیک کوانتومی نزدیکتر است.

اساتید راهنما و مشاور

بهروز میرزا، فرهنگ لران

پایان‌نامه‌های مشابه

  • تابش هاوکینگ و سیاهچاله ها

    پایان‌نامه۲۰۰۹وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه رازی - دانشکده علوماکبر غیبی فطرت

    این پژوهش درباره تابش هاوکینگ از سیاهچاله ها اشاره به ارتباط عمیقی بین دینامیک سیاهچاله ها و ترمودینامیک کلاسیکی آنها دارد، که این مفاهیم را به اختصار بررسی کرده و همچنین به پدیده خلق ذرات اشاره و دمای تابشی را محاسبه می کنیم. پس از آن متریک شوراتس شیلد را که تنها حل معادلات میدا

  • نمایش هندسی جدید از ترمودینامیک سیاهچاله ها

    پایان‌نامه۲۰۱۲وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده علوم پایهسید علی حسینی منصوری

    در این پایان نامه، ترمودینامیک و ‏نمایش هندسی ترمودینامیک سیاهچاله های مختلف ‏را مورد مطالعه قرارمی دهیم. به منظور شناخت بهتر سیاهچاله ها مختلف‏، استفاده از مفاهیم هندسه ی ترمودینامیکی راپنیر و وینهلد و نیز روش ناوردای لژاندر از اهمیت بسیاری برخوردار است. با در نظر گرفتن رفتار ظر

  • ترمودینامیک سیاهچاله ها و تصحیحات کوانتومی انجام شده برروی آنتروپی

    پایان‌نامه۲۰۱۰وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده فیزیکزینب شرکت قناد

    اخیرا" نشان داده شده است که معادلات میدان انشتین را می توان در فرم قانون اول ترمودینامیک نوشت. با استفاده از این روش مشخصات ترمودینامیکی افق فضا-زمان مورد مطالعه قرار داده می شود. در ابتدای این پایان نامه نظریهء گرانشی (f(r ، که کنش آن تابعی از خمش اسکالر r می باشد، را معرفی می ک

  • هندسه ی ترمودینامیک سیاهچاله ی بی- تی- زدچرخان با ثابت کیهان شناسی به عنوان متغیر ترمودینامیکی

    پایان‌نامه۲۰۱۳وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده فیزیکزهرا خاکساری

    تجزیه و تحلیل های نیمه کلاسیکی نشان می دهد که سیاهچاله ها اشیای کوانتومی با دمای هاوکینگ و آنتروپی بکنشتین- هاوکینگ هستند. به هر حال ترمودینامیک سیاهچاله ها به طور قابل توجهی از سیستم های ترمودینامیکی معمولی متفاوت است و معلوم شده است که ویژگی های ترمودینامیکی آنها به انتخاب آنسا

  • گاز ایده آل چگالیده با آمار میانی به عنوان مدلی از ساختار کوانتومی فضا-زمان در نزدیکی افق رویداد و بررسی مباحثی در ترمودینامیک سیاهچاله ها

    پایان‌نامه۲۰۱۳وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده فیزیکسمیه زارع

    در این رساله به منظور به دست آوردن اطلاعات بیشتر در مورد درجات آزادی افق رویداد سیاهچاله ها‏، مدلهای فیزیکی شناخته شده در نزدیکی افق رویداد را مورد مطالعه قرار می دهیم. به عنوان یک مدل ساده ابتدا یک گاز بوزونی غیر برهم کنشی در نزدیکی افق رویداد در نظر می گیریم. خواهیم دید که اگر

  • بررسی ترمودینامیک سیاهچاله های چرخان با گرانش همدیس

    پایان‌نامه۲۰۱۲دانشگاه تربیت معلم - تهران - دانشکده علوم پایهعلی فرخ تبار

    ترمودینامیک سیاهچاله ها از زیباترین و جذاب ترین مباحث فیزیک نظری در دهه های اخیر است. هاوکینگ نشان داد که ارتباط عمیقی بین قوانین مکانیک سیاهچاله ها و قوانین ترمودینامیک معمولی وجود دارد. ‎‏از این ‎‏انطباق رابطه بین دما و گرانش سطحی سیاهچاله و همچنین آنتروپی و مساحت افق رویداد سی

اسناد مشابه

  • ترمودینامیک سیاهچاله های چرخان و گرانش با تصحیحات مرتبه اول نظریه ریسمان

    مقالهپژوهش فیزیک ایرانمحمدحسین دهقانی، m. h. dehghani physics department, college of sciences, shiraz university, shiraz 71454, iranدانشگاه شیراز، بخش فیزیک و رصد خانه ابوریحان بیرونی

    در این مقاله جوابهای چرخان با افق تخت در گرانش با تصحیحات مرتبه اول نظریه ریسمان معرفی می گردد. اگر چه این گونه جوابها به صورت مجانبی آنتی دوسیته نمی باشند, ولی نشان داده می شود که می توان از روش کانترترم (counterterm) برای محاسبه کمیتهای پایای این سیستم گرانشی استفاده نمود. در ا

  • هندسه ترمودینامیک سیاهچاله بی- تی- زد

    مقالهپژوهش فیزیک ایرانعلیرضا بهزادی مهر، ar behzadimehr isfahan university of technologyدانشگاه صنعتی اصفهان زهرا خاکساری، z khaksari isfahan university of technologyدانشگاه صنعتی اصفهان بهروز میرزا، b mirza isfahan university of technologyدانشگاه صنعتی اصفهان

    در این مقاله، با در نظر گرفتن ثابت کیهان شناسی به عنوان یک متغیر، ویژگی ها و پایایی ترمودینامیکی سیاهچاله بی تی زد را از دیدگاه هندسی مطالعه می کنیم. همچنین تناظر بین تکینگی خمش ترمودینامیکی و نقاط گذار فاز را با انواع متریک های ترمودینامیکی بررسی می کنیم. خواهیم دید که متریک کود

  • هندسه ترمودینامیک سیاهچاله بی- تی- زد

    در این مقاله، با در نظر گرفتن ثابت کیهان شناسی به عنوان یک متغیر، ویژگی‌ها و پایایی ترمودینامیکی سیاهچاله بی تی زد را از دیدگاه هندسی مطالعه می‌کنیم. همچنین تناظر بین تکینگی خمش ترمودینامیکی و نقاط گذار فاز را با انواع متریک‌های ترمودینامیکی بررسی می‌کنیم. خواهیم دید که متریک کود