《引力理論的熱力學定律及非平衡性》是依託上海大學，由吳紹鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：引力理論的熱力學定律及非平衡性
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳紹鋒
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
黑洞熱力學四定律和Hawking輻射、Unruh效應的發現表明引力和熱力學之間存在深刻的聯繫。1995年Jacobson指出Einstein引力場方程可被解釋為Rindler時空中平衡態熱力學的態方程，這暗示引力可能是一種微觀理論的巨觀體現。人們已經在不同的時空中構建不同引力理論的熱力學第一、第二定律，但尚未形成普適的描述。此外，最近人們研究了幾種修正引力理論的熱力學第一定律,發現不能確定引力是否需要用非平衡態熱力學描述。本項目將把引力熱力學進一步推廣，主要研究非均勻時空中Einstein引力的熱力學第一定律，vaidya時空中f(R)引力、標量-張量引力和膜世界引力的熱力學第一定律，並構建相應的始終成立的熱力學第二定律。我們還將從質量函式、視界流體的粘滯性等不同方面研究引力熱力學的非平衡性。本項目的研究將增進對引力的熱力學本質的理解，這對以後進行量子引力的統計物理描述是很有意義的。
結題摘要
1995年Jacobson指出Einstein引力場方程可被解釋為局域Rindler視界上平衡熱力學的狀態方程，這暗示引力可能是大量時空微觀自由度的巨觀聚合行為。為探索引力和熱力學的深刻聯繫，本項目研究了一些典型修正引力理論的熱力學性質，內容主要包括引力熱力學的第一、第二定律, 時空和彈性固體的類比, 以及引力的全息和呈展性質。在這些研究中，我們著重關注動態視界上的引力熱力學以及非平衡性質，並力求得到普適的結果。我們得到的主要結果包括: (1) 提出動態視界上一般引力理論的新的熵函式, 並以此為基礎, 構建了熱力學第一定律和第二定律, 證明對緩變視界, 非平衡熵增項不存在. (2) 基於時空固體類比理論, 提出修正引力理論可和非均勻固體類比, 從而得到引力場方程和視界熵函式. (3) 基於熵引力機制, 構建了動態時空中普遍成立的Smarr公式, 並從中得到引力場方程. 利用Misner-Sharp能量和新定義的引力化學勢,證明了一般時空中普遍成立的Cardy-Verlinde公式, 並得到比以往文獻中更緊的AdS-Bekenstein熵界. 此外, 我們還研究了和引力熱力學相關的AdS/CFT對偶, 聲學黑洞, 以及黑洞視界附近粒子高能碰撞機制. 本項目的研究結果增進了對引力的熱力學本質的理解，這對以後進行量子引力的統計物理描述是有意義的。
