暗物质对黑洞相变的影响及phantom Ads黑洞相互关联的研究

作     者：刘祥 

作者单位：沈阳师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李慧玲

授予年度：2021年

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

主      题：暗物质 相变 phantom Ads黑洞 相互关联 

摘      要：本文主要分为两部分内容。一方面,在广义不确定性原理（GUP）的框架下,基于量子隧穿辐射理论,讨论了在膜世界的Schwarzschild-XCDM黑洞中暗物质对热力学和相变的影响;另一方面,基于冲击波几何和混沌理论,研究了phantom Anti-de Sitter（Ads）黑洞中的相互关联和混沌行为。通过研究,本文得出了很多值得深入分析与思考的结果。首先,本文中采用广义不确定原理,修正了暗物质影响下的膜世界Schwarzschild-XCDM黑洞中标量粒子和矢量粒子的隧穿辐射,计算了GUP修正后的隧穿率、霍金温度和热容等热力学量。接着本文中讨论了在暗物质参数的影响下,Schwarzschild-XCDM黑洞各热力学量之间的一些关系,如局域温度-质量、热容-质量和局域自由能-局域温度关系等。经过研究发现,与Schwarzschild黑洞和Schwarzschild-Ads黑洞相比,GUP可以防止Schwarzschild-XCDM黑洞在黑洞演化的后期完全蒸发,并且导致了黑洞残余的产生。此外,该黑洞还存在一种与暗物质参数有关的类Hawking-Page相变,它的临界温度随暗物质的增加而降低。与只存在一种相变的GUP框架下的球对称黑洞相比,本文中与之不同的是,从新的图像中可以发现暗物质极大地改变了黑洞相图,并且在不同的暗物质参数值下,可以观察到一阶相变、二阶相变和类Hawking-Page相变。另外,通过分析静态背景下phantom Ads黑洞中冲击波几何的相互关联,能够发现phantom Ads黑洞中的相互关联会随着黑洞电荷的增加而增加,并且边界分离量与phantom暗能量参数也存在类似的关系。之后通过在系统中加入类光能量扰动的方式,进一步研究了动态背景下phantom Ads黑洞的相互关联以及混沌行为,结果表明施加的能量扰动越大,相互关联破坏得越快,这与混沌理论中的蝴蝶效应相类似。