系综平均理论中的黑洞热力学
广义相对论与量子宇宙学
2025-04-07 v2 高能物理 - 理论
摘要
引力量子理论的路径积分方法被广泛认为是不可或缺的策略。然而，确定除了黑洞或 AdS 时空之外还应向路径积分中引入哪些额外元素，仍然是一个至关重要但令人困惑的问题。我们论证说，具有欧几里得 counterpart 中锥奇点的时空应是最关键的附加成分。因此，物理量应在所有几何体上进行系综平均，因为它们由相同的洛伦兹度规描述。当引入系综平均后，史瓦西-AdS 黑洞的 Hawking-Page 相变和雷斯纳-诺德斯特伦-AdS 黑洞的小-大黑洞相变自然作为半经典近似出现，当黑洞系统的尺度远大于普朗克长度时。在半经典极限之外，系统是不同几何体的叠加，平均量将偏离黑洞热力学。在经典鞍点附近展开，可以推导出牛顿常数贡献的次领头阶项，对于史瓦西黑洞和雷斯纳-诺德斯特伦黑洞均为霍金温度的一半。结果可能暗示一种普适结构。次次领头阶项以及偏离黑洞热力学的更引人入胜的物理现象被揭示出来。系综平均理论为研究次领头阶效应和推广传统 AdS/CFT 对应提供了新途径。
引用
@article{arxiv.2408.09500,
title = {Black hole thermodynamics from an ensemble-averaged theory},
author = {Peng Cheng and Yu-Xiao Liu and Shao-Wen Wei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09500},
year = {2025}
}
备注
9 pages, 5 figures; version published in PRD