蒸发非奇异黑洞的量子辐射

本文研究了蒸发球对称非奇异黑洞的量子辐射。我们使用修正的 Hayward 度规来描述非奇异黑洞。我们假设该度规的质量参数依赖于超前时间，并选择这种依赖关系以正确重现黑洞的形成及其随后的蒸发。我们考虑在此几何中传播的量子无质量标量场，并使用二维近似来计算应力 - 能量张量的量子平均值。为了计算该量，只需找到由径向零射线传播建立的未来和过去类光无穷远处的 Killing 时间 $u_+$ 和 $u_-$ 之间的映射。在此形式体系中，未来类光无穷远处的量子能流可以用函数 $u_+(u_-)$ 及其导数来表示。我们开发了一种特殊的形式体系，可以将计算量子能流和其他可观测量问题简化为求解一组简单的常微分方程。我们使用这种方法研究了两种情况下的量子效应：i) 平凡的 $\alpha=1$ 红移函数情况，以及 ii) 非平凡的 $\alpha\ne1$ 红移函数情况。在这两种情况下，在黑洞内部区域靠近其表观视界内部的部分都存在量子能量辐射的爆发。对于 $\alpha=1$，这种爆发呈指数级巨大。这是所谓质量暴涨效应的直接后果。我们表明，通过适当选择红移函数可以解决这一严重问题。然而，即使在这种情况下，发射的能量也可能远大于蒸发黑洞的初始质量。这意味着，为了构建自洽的非奇异蒸发黑洞模型，反作用效应至关重要。