黑洞辐射的非热方面

黑洞热力学现象提出了若干深刻问题，任何恰当的量子引力理论都必须面对：在考虑反作用后，辐射的热特征在多大程度上被改变；如何从微观角度理解熵；蒸发黑洞的最终命运是什么；其结果是否与量子力学中的幺正时间演化相协调？在本文的第一部分，我们探讨在以一种量子力学方式纳入发射量子的引力场后，确定黑洞实际发射谱的问题。为使问题可处理，我们采用两个重要近似：仅对完整理论的 s 波扇区进行量子化，且仅考虑单粒子发射。通过在哈密顿路径积分描述框架下进行，我们能够对引力场积分，从而获得仅依赖于物质自由度的有效作用量。该有效作用量随后可按新的、修正的模态解进行二次量子化，从而能够从修正的 Bogoliubov 系数计算发射谱。对于来自 Reissner-Nordstrom 黑洞的发射，结果尤其有趣，因为在极端极限下我们的结果与朴素且不正确的半经典计算所得截然不同。我们讨论的另一主要主题是量子场在经历量子隧穿的背景几何上的动力学。此类系统的一个对宇宙学和量子引力均有重要意义的例子是假真空泡的隧穿导致创生。