使用热力学准粒子模型对黑洞内部结构进行建模

我们为由标量准粒子组成的黑洞内部开发了一种有效热力学模型。该内部由两个区域表示：一个致密核心和周围地壳，其性质由准粒子动力学控制。在核心中，假设准粒子的经典动能消失，因此核心总能量由仅依赖于准粒子数 $N$ 的势能泛函 $U(N)$ 主导。作为结果，控制核心热力学的适当强度变量是一个类逆温参数 $\beta$，作为 $U$ 的热力学共轭量引入；它在核心状态方程中取代了通常的动力学温度 $T$，并可在相关机制下驱动核心压力和能量密度变为负值。不同的核心状态进一步由平均占据数 $\eta$ 表征。在地壳中，准粒子在有限动力学温度下保持被困状态，不可逃逸条件通过截断相空间积分来实现，从而产生热力学与引力之间的显式解析耦合。由此产生的框架提供了核心与地壳的统一准粒子描述，阐明了内部负压力/能量的热力学起源，并为探索奇点问题的半经典或微观解决方案如何受到约束提供了有效的热力学背景。