مطالعه ی تاثیر میدان های کوانتومی بر روی سیاه چاله ها
چکیده
نظریه های میدان کوانتومی متداول، که اصول ابتدایی فیزیک مدرن ذرات را شکل می دهد، در فضای مسطح مینکوفسکی تعریف می شوند، که بهترین تقریب است زمانی که از آن برای توضیح رفتار ذرات میکروسکوپی در میدان گرانشی ضعیف به مانند آن چیزی که روی زمین یافت می شود، بکار می گیریم. به منظور توضیح موقعیت هایی که در آن گرانش برای تاثیر گذاری روی ذره به اندازه کافی قوی باشد، نه آنقدر قوی که خودش را کوانتیزه کند، فیزیکدان ها نظریه میدان کوانتومی را در فضا-زمان خمیده فرمول بندی کردند. که برای توضیح خمیدگی متریک فضا-زمان بر نسبیت عام تکیه می کند، و یک نظریه میدان کوانتومی تعمیم یافته را برای تشریح رفتار ماده کوانتومی در داخل این فضا-زمان خمیده تعریف می کند. با استفاده از این فرمول بندی، می توان نشان داد، سیاه چاله طیف تابش جسم سیاه از ذرات را ساطع می کنند که تابش هاوکینگ نامیده می شود، این موضوع امکان این را بوجود می آورد که سیاه چاله در سراسر زمان تبخیر شود. در این پژوهش که در چهار فصل جمع آوری شده است، در ابتدا تلاش شده تاثیر میدان های کوانتومی بر جنبه های مختلف سیاه چاله از جمله تبخیر سیاه چاله، انتشار ذره در سیاه چاله بررسی شود. در فصل دوم تلاش شده قوانین ترمودینامیک، بخصوص درستی قانون دوم تعمیم یافته برای فضا-زمان وایدا مورد آزمایش قرار گیرد. و مشاهده خواهیم کرد که قانون دوم تعمیم یافته برای آنتروپی سیاه چاله در افق رویداد صادق است ولی برای افق ظاهری این گونه نیست. در نهایت در فصل سوم به معادله شرودینگر سیاه چاله شوارتزشیلد پرداخته می شود. و درجه آزادی گرانشی سیاه چاله توسط یک متغیر آزاد بیان می شود و معادله ای را به عنوان معادله شرودینگر سیاه چاله شوارتزشیلد معرفی می شود، که با حل دقیق این معادله می توان به طیفی برای جرم سیاه چاله مذکور از نگاه یک ناظر خیلی دور از سیاه چاله دست یافت و به آن نسبت داد.