非相对论与相对论情形下具有负能量的粒子

本文考虑了非相对论与相对论情形下具有负能量的粒子态。在非相对论情形中，表明靠近吸引中心的衰变可导致类似于旋转黑洞彭罗斯效应的情况，即其中一个碎片的能量大于初始物体的能量。这在火箭运动理论中被称为奥伯斯效应。文中指出了非相对论情形下彭罗斯效应在吸引体附近碰撞以及星团中恒星蒸发中的实现。在相对论情形中，类似于旋转黑洞能层内著名的彭罗斯过程，表明由于负能量的存在，在闵可夫斯基时空旋转坐标系的静界之外也发生与黑洞能层内相同的情况。与相对论情形不同，非相对论情形中碎片的质量不能大于衰变物体的质量，而相对论情形中碎片的质量可以大于衰变物体的质量。在膨胀空间的宇宙学中，当采用时空度规张量含非对角项的坐标系时，相对论情形下粒子可能具有负能量。分析了开放、闭合和准欧氏三种情形的弗里德曼度规。简要讨论了德西特时空。