Some Heuristic Semiclassical Derivations of the Planck Length, the Hawking Effect and the Unruh Effect
本文仅用经典物理定律和海森堡原理导出了普朗克长度、霍金温度和昂鲁-戴维斯温度的计算公式。此外，还说明了如何利用等效原理从Unruh关系导出Hawking关系，从而阐明了Hawking效应与Unruh效应之间的深层联系。
2002-06-09 gr-qc
Essential and inessential features of Hawking radiation
在文献中有许多关于霍金效应的推导。他们强调过程的不同特征，有时会做出明显不同的物理假设。这篇文章提出了一个“最小主义者”的论点，并剥离了尽可能多的多余行李的推导。真正需要的是量子物理学加上一个缓慢演化的未来视视界（* 不是 * 一个事件视界）。特别是，在推导霍金辐射时，爱因斯坦方程和贝肯斯坦熵都不是必要的（甚至都不是有用的）。
2001-06-13 gr-qc hep-th
Hawking Radiation as Tunneling
我们提出了一个简短而直接的推导霍金辐射作为一个隧穿过程，基于粒子的动力学几何。经典禁戒过程作用量的虚部与霍金温度下发射的玻尔兹曼因子有关。因为推导过程中考虑了守恒定律，所以精确的光谱并不是精确的热谱。我们比较和对比带电导体中带电粒子的自发发射问题。
2001-03-02 gr-qc hep-th
Derivation of Hawking radiation in dispersive dielectric media
受最近实验工作的启发，我们研究了强激光脉冲在非线性介质中传播引起的黑洞模拟。基于Hopfield模型（一对Sellmeier系数），我们在此装置中对类似的霍金辐射进行了解析的和完全相对论的微观推导。霍金温度是由表面引力的模拟决定的（正如预期的那样），但我们也发现了一个依赖于频率的灰体因子（即，无穷远处的非热谱），这是由于在该设置中共形不变性的破坏。
2016-05-06 gr-qc
Hawking Radiation from Universal Horizons
在洛伦兹引力破缺理论中，黑洞热力学的适当概念的持久性不仅是对这些理论的一个重要的一致性检验，而且也是一个有趣的研究{ \em本身}，因为它可能帮助我们确定支配这些纯引力物体的这些令人惊讶的定律的根本的关键特征。在过去的调查中，在这个意义上提出了有争议的结果。为了解决这一问题，我们在这里提出了两个互补的推导霍金辐射的几何赋予了普遍的视野：一个新的特点，背洞的洛伦兹破缺理论的重力再现了几个属性通常表征Killing地平线。我们发现，这两个推导同意的事实，即霍金温度与这些几何形状是由广义普遍的地平线剥离表面引力，作为与这些黑洞的热力学热力学第一定律的现有推导的一致性所需的。我们还将评论我们的结果与以前的替代推导的兼容性和它们的意义的生存广义黑洞热力学第二定律在洛伦兹破缺理论的引力。
2021-04-23 gr-qc hep-th
Deriving the paradox: original derivation of Hawking radiation
本文以教学方式重现Hawking辐射的原始推导，聚焦恒星球对称坍缩成黑洞，并梳理相关假设、物理意义、影响与局限。
2025-02-18 gr-qc
Hawking Radiation and Covariant Anomalies
推广Wilczek和合作者的方法，我们提供了一个推导的霍金辐射从带电黑洞仅使用协变规范和引力异常。本文还讨论了反常抵消方法对霍金辐射的可靠性和普适性。
2008-01-18 gr-qc hep-th
Alternative Derivations of Hawking Radiation
本文综述霍金辐射的隧穿、反常与 Green 函数等替代推导，从不同物理视角揭示黑洞热辐射及相关量子引力特征。
2025-05-26 gr-qc
The Hawking effect is short-lived in polymer quantization
人们普遍认为，霍金效应可能为可能的、未知的反普朗克物理学提供线索。另一方面，人们可能会问，这种反普朗克物理学是否会改变这种效应本身。我们在一个框架内寻求这个问题的答案，其中使用聚合物量子化，一个正则量子化技术，采用环量子引力的物质场量子化。我们提供了一个精确的推导霍金效应使用规范制定通过引入一组近零坐标，它允许一个克服所带来的挑战，由一个基于哈密顿的推导霍金效应。随后，我们表明，在聚合物量子化的霍金效应是短暂的，它最终消失的渐近未来的观察者。这样的观测者发现，对于太阳质量的黑洞，霍金效应的持续时间只有几毫秒，而对于超大质量的黑洞，霍金效应的持续时间只有几年。因此，它提供了一个新的方法来解决所谓的信息损失悖论。
2017-07-12 gr-qc hep-th
Hawking radiation as quantum mechanical reflection
在这篇文章中，我们探讨了另一种推导霍金辐射的方法。代替场论推导，我们提出了一种基于一维势的量子力学反射的更简单的计算。反射系数显示出能量的指数下降，与玻尔兹曼概率分布相比，它产生了温度。这个温度与球对称黑洞的霍金温度相同。推导给出了一个精确的局部计算霍金温度，涉及一个区域完全位于视界之外。这是与隧道计算的一个关键区别，隧道计算需要涉及视界内的一个区域。
2022-09-29 gr-qc
Modification of Gravitational Anomaly Method in Hawking Radiation
我们讨论了一个模糊的推导的霍金辐射通过引力异常的方法，并提出了修改这种方法，使它重现正确的热通量。在这种改进的重力异常方法中，我们采用了二维共形场论技术。
2009-05-23 gr-qc hep-th
A Statistical Derivation of Bekenstein-Hawking Entropy for Schwarzschild Black Holes
本文通过假设相空间服从全息原理并将黑洞内部微观粒子视为理想玻色气体，从统计角度重新推导了史瓦西黑洞的贝肯斯坦-霍金熵，并论证黑洞应被视为状态方程为 $P=ρ$ 的二维系统。
2024-09-04 gr-qc
Entropic interpretation of the Hawking-Moss bounce
我们重新推导霍金-莫斯跃迁率。利用静态坐标，我们证明了欧几里得作用量完全由de Sitter空间的熵的贡献决定，该熵与视界的表面积成正比。这种全息特征对于任何具有平移矢量为零的视界的静态时空都是常见的。
2016-03-22 gr-qc hep-th
The Hawking signal in density-density correlations in BECs
我们概述了霍金量子伙伴信号的相关性的推导，并强调了具体的应用，以检测它在密度密度相关的BEC。
2011-02-11 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-th
Simplified derivation of the Hawking-Unruh temperature for an accelerated observer in vacuum
在真空场中经历均匀加速度$a$的探测器的响应就像它浸没在温度为$T=\hbar a/2πk c$的热辐射中一样。一个简单的，直观的推导这个结果的情况下，一个标量场在一个空间维度。然后，该方法被扩展到治疗的情况下，由加速观察者看到的字段是一个自旋1/2狄拉克场。
2004-08-27 gr-qc quant-ph
Insensitivity of Hawking radiation to an invariant Planck-scale cutoff
霍金推导黑洞辐射的一个令人不安的方面是，需要为产生发射量子的量子场调用极端条件。人们普遍认为，这种推导需要传统的相对论性场论对任意高的、跨普朗克尺度的有效性。我们在本说明中强调，如果问题是以协变的方式提出的，情况就不一定如此。我们指出，霍金辐射是立即强大的对不变的普朗克尺度截止。霍金辐射的这一重要特征与量子引力理论有关，该理论在某种程度上保持了洛伦兹对称性。
2009-06-29 gr-qc
Hawking radiation as tunneling for spherically symmetric black holes: A generalized treatment
本文对一般的渐近平坦球对称时空，利用隧道机制导出了霍金辐射。隧穿速率$Γ\sim \exp{(ΔS)}$是热力学热力学第一定律TdS=dE + PdV的结果。因此，这种方法通过能量守恒原理证明了隧穿是如何与热力学热力学第一定律密切相关的。只要热力学的热力学第一定律在视界上的形式为TdS=dE + PdV，这种分析一般也适用于任何合理的引力理论。
2007-09-27 gr-qc hep-th
Schwarzschild Fuzzball and Explicitly Unitary Hawking Radiations
我们给出了史瓦西黑洞的一个模糊球图像，其中构成黑洞的物质和能量并不完全位于中心点上，而是以一系列本征模围绕中心点振荡，每一个本征模都具有一个特殊的束缚度水平，并且在量子力学上可以在视界外测量。通过列出这些模式明确为$6M_\mathrm{pl}$大的孔，我们发现，它们的数量呈指数增长的面积。在此基础上，我们给出了霍金辐射的一个简单而明确的么正推导。
2018-02-02 gr-qc hep-th
A simplified quantum theoretical derivation of the Unruh and Hawking temperature
在这项工作中，我们提出了一个足够简单的理解“不知道的细节量子引力“和相当正确的推导Unruh温度（但不是整个Unruh辐射过程！）。首先，我们将直接应用在一个大的球形物理系统的表面重力下的Unruh辐射和温度的通常结果，并且我们将表明，相应的热能可以形式上相当正确地表示为这个大的和一个具有明确定义的特征的小量子系统之间的经典引力相互作用的势能绝对值。其次，我们将逆“假定”小量子系统具有必要的明确的特征，然后，在“假定”它与大系统的引力相互作用的势能绝对值与热能相等之后，我们将得到Unruh温度的精确值。此外，通过在热力学定律上非常简单和正确地应用所建议的形式（小量子系统），我们将成功地研究Unruh和霍金辐射的其他热力学特性，特别是熵
2015-03-05 gr-qc quant-ph
Noncommutative Black Hole Thermodynamics
对任何静态球对称度规，我们给出了联系黑洞温度（$T_h$）与表面引力（$\cal K$）的关系$T_h=\frac{\cal K}{2π}$的一般推导，遵循对霍金辐射的隧道解释。这个推导是有效的，甚至超越了半经典制度。e.当量子效应不可忽略时。的形式主义，然后适用于一个球对称的，固定的非对易史瓦西时空。还包括反作用的影响。对于这样一个黑洞，霍金温度计算在一个封闭的形式。图形分析揭示了有趣的功能，关于霍金温度的变化（包括由于非对易性和反反应的修正）与小半径的黑洞。计算了在非对易参数下对首序有效的熵和隧穿率。我们还证明了非对易的Bekenstein-Hawking面积律与通常的面积律具有相同的函数形式。
2008-05-06 gr-qc hep-th
A Note on Black Hole Temperature and Entropy
我们提出了史瓦西黑洞的霍金温度和贝肯斯坦-霍金熵的直观推导。
2006-05-09 gr-qc
Hawking Flux from a Black Hole with Nonlinear Supertranslation Hair
利用Robinson和Wilczek提出的反常抵消方法研究了软毛黑洞的Hawking通量。与以往的研究不同，我们的研究考虑了具有线性超平移头发的黑洞，我们的研究考虑了超平移头发的二次阶，然后产生的角度依赖的视界。结果表明，在（1+1）d近视界约化理论的球形Kaluza-Klein模中出现了高度非平凡的动力学混合，这使得Hawking通量的传统推导变得模糊.然而，经过一系列场的重新定义，我们可以将模式混合分解为正则简正模，但这些简正模的约化度量是模式相关的。尽管如此，由此产生的霍金通量结果是模式无关的，并保持相同的史瓦西。因此，我们不能通过检查霍金通量来区分具有非线性超平移毛发的黑洞和史瓦西黑洞，因此可以将非线性软毛发视为微观态。
2021-10-25 gr-qc hep-th
Black holes and thermodynamics - The first half century
黑洞热力学产生于Bardeen-Carter-Hawking总结的黑洞力学的经典广义相对论定律，以及Bekenstein关于黑洞熵的物理见解和Hawking关于黑洞蒸发的半经典推导。黑洞熵定律启发了特胡夫特和苏斯金德提出全息原理，而这一原理又在弦论中由马尔达塞纳、古伯瑟-克列巴诺夫-波来科夫和威滕在规范/引力对应中实现。此外，由斯特罗明格-瓦法在弦论中开创的黑洞熵的微观推导，经常作为量子引力假定理论的一致性检验。在本书的这一章中，我们回顾了从20世纪60年代开始的50年来的这些发展。
2014-03-17 gr-qc hep-th
Quantum Scattering in Schwarzschild Spacetime: Hawking Radiation and Black Hole Atmospheres
Instituto de Física - Universidade Federal do Rio de Janeiro（里约热内卢联邦大学物理研究所）
该研究通过S矩阵推导霍金辐射，发现黑洞反束缚态构成的量子大气半径约为2.77倍史瓦西半径，其宏观表现为霍金温度下的普通热化气体。
2026-08-03 gr-qc hep-th
On the Universality of the Hawking Effect
解决霍金效应是否取决于超高自由度的问题（例如，普朗克）能量/动量，我们提出了三个相当普遍的条件下，这些自由度的霍金效应再现到最低阶。作为Corley的结果的推广，我们提出了一个相当一般的模型的基础上满足这些条件的非线性色散关系的霍金效应的推导模型。然而，我们也展示了反例，这些反例似乎不是非物理的或人为的，显示出与霍金结果的强烈偏差。因此，真实的黑洞是否会发出霍金辐射仍然是一个悬而未决的问题，并可能提供有关普朗克物理学的重要信息。PACS：04.70.Dy，04.62.+ V，04.60。m，04.20。
2004-12-22 gr-qc
Yet another proof of Hawking and Ellis's Lemma 8.5.5
Hawking和Ellis [1]首先证明了未来柯西视界的零生成元是过去完全的。然后，Budzyovski，Kondracki和Królak概述了一个证明，从原来的一个错误中找到自由[2]。最后，一周前，Minguzzi发表了他的证明版本[3]，修补了前两个版本中一个以前未被注意到的漏洞。我不知道最后一个证明中有什么缺陷，但它相当困难。在这篇文章中，我提出了一个更简单的问题。
2014-10-29 gr-qc math-ph math.MP
Clifford Algebra Derivation of the Characteristic Hypersurfaces of Maxwell's Equations
一个替代的，教学上更简单的推导允许的物理波前的传播电磁信号使用几何代数。麦克斯韦方程组可以用三维克利福德代数（同构于电磁学的泡利代数旋量公式）表示为单个多向量方程。随后，人们可以更容易地解决的时间演变的电场和磁场的同时在三维超曲面上评估的领域。场的时间导数可以是奇异的特殊“特征”表面的形式可以毫不费力地快速推导出来。
1992-11-14 gr-qc hep-th
The Black Hole Idealization Paradox
本文指出霍金辐射推导中存在理想化悖论，分析了其本质，并探讨了黑洞热力学各研究计划作为可能解决方案的前景，为霍金辐射哲学基础及物理学理想化本质研究提供了新视角。
2024-12-14 gr-qc physics.hist-ph
Acceleration radiation, transition probabilities, and trans-Planckian physics
在推导加速度辐射的过程中，一个重要的问题也出现在霍金推导黑洞辐射的过程中，这就是需要调用trans-Planckian物理学来解释产生量子的量子场。我们指出，这个问题可以通过重新考虑粒子探测器，跃迁几率和局部两点函数的分析进一步澄清。通过写下单独的表达式的自发和诱导跃迁概率的均匀加速检测器，我们表明，大部分的效果来自自然（非trans-Planckian）规模的问题，这在很大程度上减少了trans-Planckian部门的重要性。至少，当以洛伦兹不变的方式定义反普朗克物理学时是这样的。这一分析还提出了如何定义和估计跨普朗克物理学在霍金效应本身中的作用。
2010-10-19 gr-qc hep-th
Black holes and bits: A simple path to Bekenstein-Hawking entropy
Facultad de Ciencias Básicas, Departamento de Física（基础科学学院物理系）；Centro de Desarrollo de Investigación CEDI-UMCE（CEDI-UMCE研究发展中心）；Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación（教育科学都会大学）
本文通过简单推导提出黑洞熵的贝肯斯坦-霍金公式，并探讨其物理意义及与霍金工作的关联。
2026-02-24 gr-qc physics.pop-ph
Hawking evaporation and the fate of black holes in loop quantum gravity
该研究利用纳入LQG非微扰效应的协变框架推导量子时空下的霍金辐射，证实其热性质，通过反作用讨论首次从第一性原理发现黑洞蒸发更可能发生黑洞-白洞转变而非形成稳定残余的证据。
2025-04-16 gr-qc hep-th
A generalization of the Fredenhagen-Haag derivation of Hawking radiation for a class of Vaidya space-times
该研究推广了Hawking辐射的Fredenhagen-Haag推导，在一类Vaidya时空上构造了探测器响应不等式，得到了有限参数下的相关估计并分析了Hadamard态的构造及渐近蒸发情形的结果。
2026-08-05 gr-qc math-ph math.MP
On the Resilience of Black Hole Evaporation: Gravitational Tunneling through Universal Horizons
通过量子隧穿推导，证明洛伦兹破缺引力中霍金辐射具有韧性，指出普适视界具有由表面引力决定的普适温度，并表明仅优先参考系中的真空态提供一致图像，暗示黑洞热力学稳健性与因果边界上量子场论一致性相关。
2023-03-24 gr-qc hep-th
Black Hole Statistical Physics: Entropy
我们讨论最有趣的方法来推导的贝肯斯坦-霍金熵公式从统计理论。
2005-07-29 gr-qc
Empty Black Holes, Firewalls, and the Origin of Bekenstein-Hawking Entropy
我们提出了一个新的解决方案的终点引力坍缩，其中时空结束（和轨道折叠）在一个微观距离黑洞事件视界。这个模型的动机是引力以太理论中奇异事件视界的出现，这是宇宙学常数问题的一个半经典解，因此暗示了广义相对论在黑洞事件视界附近的灾难性崩溃。弦理论中黑洞的模糊球模型，以及最近解决信息悖论的防火墙建议，也出现了类似的画面。然后，我们证明，假定表面流体与霍金辐射处于热平衡，在新的时空边界处能量密度为零（但压力不为零），这是以色列结条件所要求的，产生的热力学熵与带电旋转黑洞的贝肯斯坦-霍金面积定律$S_{BH}$相同。据我们所知，这是第一次推导黑洞熵，只采用局部热力学。此外，表面流体（构成黑洞的微观状态）的微观自由度的模型建议，它有一个有限的，但违反洛伦兹，量子场论。最后，我们讨论了物理边界对霍金辐射的影响，并指出放宽霍金辐射平衡假设会使$S_{BH}$成为黑洞熵的上限.
2013-12-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gravitational Lensing Effect on the Hawking Radiation of Dyonic Black Holes
本文利用半经典方法之一的Hamilton-Jacobi（HJ）方法分析了四维Einstein-Maxwell-Dilaton（EMD）引力场中非渐近平坦（NAF）双子黑洞（dBH）的霍金辐射（HR）.我们特别激励各向同性坐标系（ICS）的dBH，以突出的模糊性出现在推导霍金温度（T_{H}）通过HJ方法。此外，它将被证明，ICS允许我们写的度量的dBH的形式的费马度规，这使得可能的识别的折射率（n）的dBH。揭示了n的值以及引力透镜效应对HR隧穿率的决定性作用，同时也揭示了如何在不考虑引力透镜效应的情况下解决dBH的T_{H}的不一致性.
2014-06-16 gr-qc
Black Hole Evaporation in the Presence of a Short Distance Cutoff
给出了霍金效应的一个推导过程，避免了在黑洞的自由落体框架中引用高于某个截止频率$ω_c\gg M^{-1}$的场模。为了避免参考任意高的频率，有必要在视界附近的类时区域中的量子场上施加边界条件，而不是在视界之外或视界形成之前的早期（类空）柯西曲面上。由于视界的性质是一个无限红移的表面，在视界外的后期，正确的边界条件不能从黑洞形成之前的初始条件推导出来，而只能在截止点以下的理论范围内。在截断理论中，给出了导致霍金效应的边界条件。我们认为，即使视界附近的反作用没有达到相对于曲率为1的阶数，也有可能由于边界条件{ \it not}满足，使得黑洞的辐射谱与Hawking的预言有很大的不同.
1993-03-18 gr-qc hep-th
Black hole entropy predictions without the Immirzi parameter and Hawking radiation of a single-partition black hole
通过指出以前推导面积谱时基于Ashtekar变量的一个错误，我们提出了一个新的面积谱;代替Ashtekar引力电场的范数，我们证明了基于我们的“更新”变量的“新”引力电场的范数，我们为此目的在本文中构造的，给出了正确的面积谱。特别是，我们的“新”变量在数学上是一致的;约束代数是封闭的。此外，通过使用我们的新面积谱，我们“几乎正确地”预测了贝肯斯坦-霍金熵，而不必调整Immirzi参数;我们表明，一个数值公式实际上产生了$0.997\cdots$，它非常接近1，黑洞熵的预期值为$A/4$。我们推测，差异，0.003，是由于额外的维度，可能会修改面积谱。然后，我们导出了单分区黑洞的简并度公式，即，一个黑洞由一个单一的单位面积，并明确表明，我们的面积谱正确地再现简并。此外，我们还用两种完全不同的方法得到了与简并度有关的比例常数“$C$“。基于拟合的第一种方法产生172 $\sim$ 173，而第二种方法产生172.87 $\cdots$，这强烈表明我们的面积谱是在正确的轨道上。我们还表明，基于Ashtekar变量的面积谱既不能再现单分块黑洞的简并性，也不能得到用两种方法得到的$C$的一致性。
2016-03-14 gr-qc hep-th
BTZ Black Hole Entropy and the Turaev-Viro model
我们证明了从自旋泡沫模型和正则量子化的观点导出的欧几里德BTZ黑洞的Bekenstein-Hawking熵之间的一致性。这是通过考虑图拉夫-维罗状态和模型中的可观测图形（对应于黑洞视界），然后解析地将所得配分函数继续为宇宙学常数的负值来完成的。
2013-12-05 gr-qc hep-th
Effective Action and Hawking Flux from Covariant Perturbation Theory
众所周知，计算与史瓦西黑洞或其他几何背景的霍金温度有关的辐射通量仍然充满了许多微妙的问题。在球形复位中，如本文作者之一（W. K.）与D.V.Vassilevich，正确的黑体辐射遵循时，两个"基本组件“（共形异常和”双反“异常）被用作输入的综合能量动量守恒方程。主要的新元素在目前的工作是使用一个完全不同的方法，协变扰动理论的巴温斯基和Vilkovisky，直接建立充分的有效行动，确定这些基本组成部分。在W. K.和D.V.Vassilevich，计算的塞隆异常暗示了一个潜在的可疑的中间步骤，可以避免在这里。此外，本方法还对IR（重正化）效应敏感。我们认识到，有效作用量自然会导致Boulware真空中的期望值，利用守恒方程，这些期望值足以计算其他量子态中的Hawking通量，特别是相关的Unruh态。因此，一个相当全面的讨论（UV和IR）重整化辐射通量和能量密度的影响是可能的。
2004-08-26 gr-qc
Slow-roll approximation in quantum cosmology
在最小耦合标量场理论与潜力的慢滚型，我们给出了详细的描述复杂的$O(4)$对称的解决方案，爱因斯坦方程的四球，有助于无边界振幅$Ψ_\textsf{NB}(b,χ)$的封闭宇宙包含一个圆形的三球空间切片的大小$b$均匀覆盖的标量场值为$χ$。我们的推导证明了Hartle，Hawking和Hertog在Phys. Rev. D 77（2008）123537 [arXiv：0803.1663]中所预期的结果，在经典的小超空间区域中改进了Vilenkin在Phys. Rev. D 37（1988）888中的结果，并利用了复杂的慢滚近似。我们的方法适用于哈特-霍金和维伦金波函数，它们都预言了一个暴胀宇宙家族，但在半经典近似中，每个成员的权重指数不同。
2021-02-12 gr-qc hep-th
What did we learn from studying acoustic black holes ?
声学黑洞的研究已经进行，以提供新的见解的作用，高频率的黑洞蒸发。由于从事件视界的无限引力红移，霍金量子从具有超高（trans-Planckian）频率的组态中出现。因此，霍金辐射不能在低能有效理论的框架内推导出来;在所有的推导中，都有一些关于普朗克尺度物理的假设。因此，引入与凝聚态物理的类比，以观察声学黑洞发射的霍金声子的渐近性质，即稳定性和热性，是否对源于物质颗粒特征的高频物理敏感，并且由非线性色散关系控制。在1995年，Unruh证明了它们在这方面并不敏感，尽管声子在（声学）视界附近的传播与光子的传播有很大的不同。在2000年，同样的类比被用来建立暴胀模型中原始密度波动谱的鲁棒性。这个类比目前正在刺激实验霍金辐射的研究。最后，它也可能是一个有用的指南，超越半经典描述的黑洞蒸发。
2002-04-26 gr-qc
