On the nature of black holes in loop quantum gravity
On the nature of black holes in loop quantum gravity
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论圈量子引力中黑洞的性质
DOI：
10.1088/0264-9381/30/1/015005
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发表时间：
2013
影响因子：
3.5
通讯作者：
C. Röken
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
C. Röken
黑洞的真正概念只能在量子引力的基本框架中获得，解决曲率奇点，并给出统计力学的解释，微观自由度能够解释黑洞的物理性质。至于所有的量子系统，黑洞的量子实现需要一个算子代数的基本观测量的理论，这是在这项研究的基础上，圈量子引力的方面。从黑洞面积、电荷和角动量的量子算符的本征谱中，证明了与经典广义相对论中的关系不同，对广义参数的严格限制是成立的，这意味着极端黑洞态既不能被测量，也不能被证明。事实证明，这是所选角动量算符和相应本征值谱的特定形式的结果，或者更确切地说，是角动量的量子测量过程的结果。量子力学的考虑和最低的，非零特征值的圈量子引力黑洞质谱表明，一方面，物理普朗克尺度截止霍金温度定律，另一方面，给出上限和下限的数值的Immirzi参数。这种分析提供了量子黑洞的行为和性质的近似描述。
A genuine notion of black holes can only be obtained in the fundamental framework of quantum gravity resolving the curvature singularities and giving an account of the statistical mechanical, microscopic degrees of freedom able to explain the black hole thermodynamical properties. As for all quantum systems, a quantum realization of black holes requires an operator algebra of the fundamental observables of the theory which is introduced in this study based on aspects of loop quantum gravity. From the eigenvalue spectra of the quantum operators for the black hole area, charge and angular momentum, it is demonstrated that a strict bound on the extensive parameters, different from the relation arising in classical general relativity, holds, implying that the extremal black hole state can neither be measured nor can its existence be proven. This is, as turns out, a result of the specific form of the chosen angular momentum operator and the corresponding eigenvalue spectrum, or rather the quantum measurement process of angular momentum. Quantum-mechanical considerations and the lowest, non-zero eigenvalue of the loop quantum gravity black hole mass spectrum indicate, on the one hand, a physical Planck scale cutoff of the Hawking temperature law and, on the other hand, give upper and lower bounds on the numerical value of the Immirzi parameter. This analysis provides an approximative description of the behavior and the nature of quantum black holes.
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