引力理论的热力学定律及非平衡性

批准号:
10905037
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
18.0 万元
负责人:
吴绍锋
依托单位:
学科分类:
A2504.相对论、引力与宇宙学
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨国宏、张丽杰、王星、褚艳新、朱长青
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中文摘要
黑洞热力学四定律和Hawking辐射、Unruh效应的发现表明引力和热力学之间存在深刻的联系。1995年Jacobson指出Einstein引力场方程可被解释为Rindler时空中平衡态热力学的态方程,这暗示引力可能是一种微观理论的宏观体现。人们已经在不同的时空中构建不同引力理论的热力学第一、第二定律,但尚未形成普适的描述。此外,最近人们研究了几种修正引力理论的热力学第一定律,发现不能确定引力是否需要用非平衡态热力学描述。本项目将把引力热力学进一步推广,主要研究非均匀时空中Einstein引力的热力学第一定律,vaidya时空中f(R)引力、标量-张量引力和膜世界引力的热力学第一定律,并构建相应的始终成立的热力学第二定律。我们还将从质量函数、视界流体的粘滞性等不同方面研究引力热力学的非平衡性。本项目的研究将增进对引力的热力学本质的理解,这对以后进行量子引力的统计物理描述是很有意义的。
英文摘要
1995年Jacobson指出Einstein引力场方程可被解释为局域Rindler视界上平衡热力学的状态方程,这暗示引力可能是大量时空微观自由度的宏观聚合行为。为探索引力和热力学的深刻联系,本项目研究了一些典型修正引力理论的热力学性质,内容主要包括引力热力学的第一、第二定律, 时空和弹性固体的类比, 以及引力的全息和呈展性质。在这些研究中,我们着重关注动态视界上的引力热力学以及非平衡性质,并力求得到普适的结果。我们得到的主要结果包括: 1) 提出动态视界上一般引力理论的新的熵函数, 并以此为基础, 构建了热力学第一定律和第二定律, 证明对缓变视界, 非平衡熵增项不存在. 2) 基于时空固体类比理论, 提出修正引力理论可和非均匀固体类比, 从而得到引力场方程和视界熵函数. 3) 基于熵引力机制, 构建了动态时空中普遍成立的Smarr公式, 并从中得到引力场方程. 利用Misner-Sharp能量和新定义的引力化学势,证明了一般时空中普遍成立的Cardy-Verlinde公式, 并得到比以往文献中更紧的AdS-Bekenstein熵界. 此外, 我们还研究了和引力热力学相关的AdS/CFT对偶, 声学黑洞, 以及黑洞视界附近粒子高能碰撞机制. 本项目的研究结果增进了对引力的热力学本质的理解,这对以后进行量子引力的统计物理描述是有意义的。
期刊论文列表
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Cosmological equations and thermodynamics on apparent horizon in thick braneworld
厚膜世界表观地平线的宇宙学方程和热力学
DOI:10.1007/s10714-010-0932-5
发表时间:2007-10
期刊:General Relativity and Gravitation
影响因子:2.8
作者:Wu, Shao-Feng;Yang, Guo-Hong;Zhang, Peng-Ming
通讯作者:Zhang, Peng-Ming
Deriving the gravitational field equation and horizon entropy for arbitrary diffeomorphism-invariant gravity from a spacetime solid
从时空固体导出任意微分同胚不变引力的引力场方程和视界熵
DOI:10.1103/physrevd.81.044010
发表时间:2009-09
期刊:Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
影响因子:--
作者:Wu, Shao-Feng;Wang, Bin;Ge, Xian-Hui;Yang, Guo-Hong
通讯作者:Yang, Guo-Hong
DOI:10.1103/physrevd.84.123002
发表时间:2011-08
期刊:Physical Review D
影响因子:5
作者:Yi Zhu;Shao-Feng Wu;Ying Jiang;Guo-Hong Yang
通讯作者:Yi Zhu;Shao-Feng Wu;Ying Jiang;Guo-Hong Yang
Dynamical horizon entropy and equilibrium thermodynamics of generalized gravity theories
广义引力理论的动态层位熵和平衡热力学
DOI:10.1103/physrevd.81.044034
发表时间:2009-12
期刊:Physics Review D
影响因子:--
作者:P. M. Zhang;G. H. Yang;X. H. Ge;S. F. Wu
通讯作者:S. F. Wu
DOI:10.1007/jhep08(2010)108
发表时间:2010-02
期刊:Journal of High Energy Physics
影响因子:5.4
作者:Ge, Xian-Hui;Wang, Bin;Wu, Shao-Feng;Yang, Guo-Hong
通讯作者:Yang, Guo-Hong
规范/引力对偶在分数量子霍尔效应中的应用
- 批准号:11675097
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:吴绍锋
- 依托单位:
引力热力学和引力流体对偶
- 批准号:11275120
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:吴绍锋
- 依托单位:
修正的引力理论的热力学描述
- 批准号:10847102
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:2.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:吴绍锋
- 依托单位:
国内基金
海外基金
