黑洞的自发辐射

我们为黑洞的自发辐射提供了一个显式厄米哈密顿量描述,它是通常两能级原子的 Jaynes-Cummings 模型的多能级、多重简并推广。通过标准 Wigner-Weisskopf 近似,我们表明对于首一个或少数粒子的辐射,我们的模型给出的功率谱与霍金辐射所要求的完全一致。而在多粒子辐射情形下,数值方法使我们能够精确追踪黑洞微观态的演化,由此可得辐射粒子的熵变趋势为先增后减,正如 Page 曲线所呈现。基于该模型分析,我们断言信息缺失悖论的解答需要两个要素:产生霍金粒子的类自发辐射机制,以及对黑洞辐射演化完整量子描述中发生的宏观叠加的正确考量;而复制虫洞的工作逻辑正是对后一要素的一种有效考量。作为将黑洞霍金辐射解释为其自发辐射的基础,我们还提供了其微观态定义与 Bekenstein-Hawking 熵起源的完全类原子内结构模型,即由跨中心点振荡的物质组元所源生的爱因斯坦方程的精确解族及其量子化。此类黑洞微观态的一阶量子化模型对我们的自发辐射描述并非必要,但相较于弦论 fuzzball 或砖墙模型等其它方案具有优势。