黑洞若干经典与量子方面的分析

本论文旨在从量子层面和观测角度深入剖析黑洞物理的不同方面。一方面，关于其基本的构成特征，我们遵循了在黑洞物理与量子信息之间建立桥梁的思路。在该方法中，这些天体可被理解为弱相互作用引力子的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们研究了被视为多组分束缚系统的此类解的存在性，并给出了确立良好的度规（史瓦西度规和 Reissner-Nordström 度规）。需指出的是，所有求得的解均可解释为凝聚体的平均场波函数，并且与支撑它们的度规的经典结构密切相关。另一方面，众所周知，极高质量天体的加速会在时空本身中产生波状扰动。我们聚焦于低频范围，该范围预期可由用作星系时钟的脉冲星阵列（脉冲星计时阵列，PTA）测量。当波经过时，极其稳定的计时受到扰动。然而，主要由宇宙学常数 $\Lambda$ 构成的动力学背景的存在可能影响引力波传播，并改变 PTA 上预期的信号。我们研究了由相对论与非相对论物质以及宇宙学常数构成的不同背景的影响。我们给出了该效应的详细表征，其在最低阶仅依赖于哈勃常数 $H_0$（在更高阶可分辨不同贡献）。我们还讨论了该效应可在何时何处被发现。我们希望我们的结果有助于 PTA 的最终探测。毋庸讳言，对 $H_0$ 的独立局域测定将具有极大的意义。