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DGP 膜世界中的扩展黑洞热力学

广义相对论与量子宇宙学 2026-02-24 v3 高能物理 - 理论

摘要

我们在 Dvali--Gabadadze--Porrati(DGP)膜上发展出扩展的黑洞热力学,通过将膜张力 σ\sigma 作为热力学变量纳入扩展的 Iyer--Wald 框架中。膜张力作为局部真空能量,具有压力 PσσP_\sigma \equiv -\sigma,从而在第一定律中引入新的工作项 VσdPσV_\sigma\mathrm{d}P_\sigma,并对应地给出 Smarr 关系。对于静止、球对称的黑洞,我们证明其共轭体积等于几何体积 Vσ=4π3rh3V_\sigma=\tfrac{4\pi}{3}r_h^3;对于稳定、轴对称解,给出协变、切片无关的定义,计算为 Vσ=4π3 ⁣(r+3+a2r+)V_\sigma=\tfrac{4\pi}{3}\!\left(r_+^3+a^2 r_+\right)。在幽灵自由的正常分支上,膜呈渐近平坦且仅有一个事件视界,从而避免了 de Sitter 干扰。沿平直膜路径,渐近平坦性通过共同变化的体积宇宙常数来保持,诱导引力效应因 rh/rcr_h/r_c 被抑制。这些结果在膜张力提供物理上合理的压力变量的条件下,建立了黑洞化学的一致性平坦膜世界实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.18508,
  title  = {Extended black hole thermodynamics in a DGP braneworld},
  author = {Naman Kumar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.18508},
  year   = {2026}
}

备注

9 pages, no figures. Accepted for publication in General Relativity and Gravitation