The Quantum Black Hole as a Hydrogen Atom: Microstates Without Strings Attached
应用球谐函数展开，将黑洞及其微观状态变成像量子力学早期的氢原子一样透明的东西。它使我们能够提出一个简明的描述这些微观态的演化规律，将它们与微扰量子场论，在史瓦西度规的背景下。我们得到了三个方面的认识：第一，我们了解了引力反作用如何通过交换动量和位置算符，将进入黑洞的粒子变成离开黑洞的粒子，引力反作用的主导分量可以精确计算;第二，我们发现这种效应是如何消除防火墙的，无论是在未来还是过去的事件视界上，第三，我们发现彭罗斯图中区域II的存在迫使背景度规发生拓扑扭曲，最终导致对映识别。虽然需要一个截止点来有效地用晶格代替横向坐标，但是当应用球面波展开时，这种截止点的效果最小化。这种扩展然后准确地揭示了对映识别如何恢复幺正性-分别为每个分波。我们希望这些想法将提供一些非常重要的拓扑时空特征在普朗克尺度的新见解。
2016-05-17 gr-qc hep-th quant-ph
Universal Logarithmic Behavior in Microstate Counting and the Dual One-loop Entropy of AdS$_4$ Black Holes
本文数值研究了亏格为圆的黎曼曲面$Σ_g\times S^1$上几种三维超对称场论的拓扑扭曲指数。我们表明，对于一类理论的领导项的顺序$N^{3/2}$，其中$N$是一般的规范群的秩，有一个普遍的对数校正的形式$\frac{g-1}{2} \log N$。我们解释了如何对数subleading校正可以获得作为一个单圈效应的双超引力理论的磁荷，渐近AdS $_4\times M^7$黑洞的一大类的Sasaki-爱因斯坦流形，$M^7$。对数校正的匹配依赖于$M^7$的一般上同调性质，并且与黑洞电荷无关。我们认为，我们的超引力结果也适用于旋转，带电渐近AdS $_4\times M^7$黑洞。我们明确地给出了相应于$M^7=N^{0,1,0}, V^{5,2}$和$Q^{1,1,1}$的规范理论和引力面。
2020-12-05 gr-qc hep-th
What prevents gravitational collapse in string theory?
通常认为，如果一个质量为$M$的物质球的半径接近于$2GM$，那么它一定会坍缩成一个黑洞。但弦论微观态（模糊球）没有视界或奇点，它们{ \it not}坍缩。我们考虑经典引力的两个简单例子来说明这种违反我们直觉的情况是如何发生的。在每一种情况下，“物质”都来自一个额外的紧凑维，但这个额外维的拓扑结构并不是微不足道的。这种物质的压力和密度在不同的点上发散，但这只是维数减少的一个假象;因此我们绕过了像布查达尔定理这样的结果。这样的微观态给出了黑洞的熵，所以这些拓扑非平凡的结构支配着量子引力的态空间。
2016-09-16 gr-qc hep-th
A Bottom-Up Approach to Black Hole Microstates
本文提出自下而上的黑洞微观态构造，在有限 N 的量子视界与大 N 极限下说明光滑 Hartle–Hawking 关联子、Type III 代数及内部码子空间的涌现，并将结论限定于 Page 窗口。
2024-09-09 gr-qc hep-th
Ultra--Planck Scattering in D=3 Gravity Theories
我们得到了拓扑质量引力（TMG）及其两个非动力学分量Einstein引力和Chern-Simons引力中的高能、小角度、两粒子引力散射振幅。我们使用特胡夫特的方法，形式上等价于一个首阶程函近似：其中一个粒子被用来散射穿过另一个粒子产生的经典时空，另一个粒子被理想化为类光的。所需的几何形状在所有三个模型中推导出来，特别是，我们从而提供了第一个明确的渐近平坦的解决方案所产生的本地化源TMG。与$D$ =4相反，度量不是唯一指定的，至少是通过朴素的渐近要求--反映在散射振幅中的不确定性。然而，程函方法确实提供了一种独特的选择。我们还讨论了所产生的不连续性时，采取的限制，在解决方案的水平，从TMG的成分，并与类似的拓扑大规模矢量规范场模型进行比较。
1993-07-14 gr-qc hep-th
Generalized uncertainty principle impact onto the black holes information flux and the sparsity of Hawking radiation
研究了广义不确定原理（GUP）对黑洞熵含量和信息流的修正，以及对蒸发后期霍金辐射稀疏性的修正.我们发现，由于这些量子引力动机的修正，每个粒子的熵流减少其值的方法普朗克尺度由于更好的精度计数的微观状态的数量。我们还表明，辐射流不再稀疏时，一个黑洞的质量接近普朗克质量，这不是非GUP计算的情况。
2018-02-22 gr-qc hep-th quant-ph
Thermal Hawking Broadening and Statistical Entropy of Black Hole Wave Packet
利用非奇异的最小测不准Hartle-Hawking波包研究了超小时空中Schwarzschild黑洞的量子力学结构.微观态概率分布的康普顿宽度被转化为质谱的热霍金加宽。统计熵的分析计算使用福勒处方。当在半经典极限下恢复精确的Bekenstein-Hawking熵时，伴随的对数尾产生普朗克尺度的最小熵黑波包。
2013-06-27 gr-qc hep-th
From Entropy to Echoes: Counting the quasi-normal modes and the quantum limit of silence
本研究通过计数量子黑洞准正态模估算其正则熵，考虑视界附近耗散效应后得到与耗散强度无关的回声时间尺度，取耗散常数为普朗克时间可重现贝肯斯坦-霍金熵，为凝聚态模拟黑洞熵提供可能。
2023-02-17 astro-ph.HE cond-mat.mes-hall gr-qc
Anomalies and Hawking fluxes from the black holes of topologically massive gravity
将Wilczek等人提出的反常抵消方法应用于拓扑大质量引力（TMG）和拓扑大质量引力电动力学（TMGE）的黑洞。由此求出了ACL和ACGL黑洞的Hawking温度和通量，所得Hawking温度与表面引力公式一致。两个黑洞都在旋转，这就在约化（1+1）维理论的有效U（1）规范场中产生了相应的项。发现U（1）规范场的项与两个黑洞视界上的正确角速度以及ACGL黑洞的正确静电势完全对应。因此，本文用反常消去法得到的霍金通量的结果与用普朗克分布积分得到的结果完全一致。
2009-08-31 gr-qc hep-th
Comments on black holes I: The possibility of complementarity
我们评论最近的一份文件Almheiri，Marolf，Polchinski和Sully谁反对黑洞互补性的基础上声称，一个下降的观察员'烧伤'，因为他接近地平线。我们表明，事实上测量下降的观察者以外的视界是统计相同的真空的情况下，在视界和辐射出现从拉伸视界。这迫使我们一直跟踪动力学到视界，在那里我们需要知道普朗克尺度物理学的细节。我们注意到，在弦论中，微观态的模糊球结构并没有给“继续通过"普朗克机制提供任何空间。AMPS认为，地平线附近的相互作用排除了传统的互补性。但是“模糊球互补性”的猜想以相反的方式工作：下落的量子被模糊球表面吸收，并且由此产生的动力学被强迫接受互补描述。
2014-05-28 gr-qc hep-th
Black hole entropy and long strings
讨论了在量子引力中黑洞熵对短程微观态和长程微观态的计数问题。在砖墙模型和诱导引力模型中，熵的产生是由于在普朗克长度处截断的事件视界上的短距离相关。然而，这些短程自由度的能量与黑洞的能量相比太高了。我们认为，自然出现在矩阵量子力学中的长弦现象，通过降低每个自由度的激发能解决了这个问题。这种机制也减少了在给定体积中微观自由度的总数，从而正确估计了黑洞熵的贝肯斯坦-霍金公式。
2022-06-07 gr-qc hep-th
A note on black hole entropy, area spectrum, and evaporation
我们认为，一个模糊空间分裂成两个其他的过程可以用来解释黑洞熵的起源，以及为什么“广义热力学第二定律”似乎持有在黑洞的存在。我们从一个模糊空间模型的黑洞的微观态的计数得到了Bekenstein-Hawking公式。在这种方法中，一个离散的面积谱的黑洞，它变得越来越间距的黑洞接近普朗克尺度，得到。结果表明，随着黑洞的蒸发，黑洞辐射的熵越来越小，从而可以恢复其初始状态的一些信息。
2010-04-08 gr-qc hep-th
Thermal gravity, black holes and cosmological entropy
认真考虑黑洞熵是微观态数的对数的解释，我们认为热引力子可能经历一种相变，成为一种黑洞凝聚。相变通过黑洞的成核过程进行，其速率由鞍点结构控制，鞍点结构的自由能是普朗克单位温度的倒数。相对于高熵的黑洞凝聚体，宇宙是否保持在低熵状态，敏感地取决于它的热历史。我们的结果可以澄清彭罗斯关于宇宙的极低熵态的一个古老的观察。
2006-01-31 astro-ph gr-qc hep-ph
Structural aspects of asymptotically safe black holes
本文研究了经典球对称Schwarzschild（Anti-）de Sitter黑洞在量子爱因斯坦引力下的量子变形。量子效应通过运行耦合常数$G_k$和$Λ_k$，精确的重整化群的方法内计算，和一个共同的规模设置程序。我们发现，与一般的直觉相反，实际上是宇宙学常数决定了RG改进的黑洞的短程结构：在渐近UV中，量子解的结构是普适的，由经典Schwarzschild-de Sitter解给出，这意味着经典和量子区域之间的自相似性。结果，渐近安全的黑洞完全蒸发，没有普朗克尺度的残余物形成。此外，临界Nariai-黑洞的热力学熵与基于有效平均作用量的微观态数一致，表明熵起源于平均场几何的量子涨落.
2013-10-10 gr-qc hep-th
Space cannot stretch too {\it fast}
本文提出黑洞微观态通过虚涨落使普朗克尺度纠缠呈幂律衰减，空间过快拉伸会产生额外能量，从而在视界形成时偏离半经典性，并为信息悖论、暗能量及哈勃张力提供解释。
2025-05-15 gr-qc hep-th
Logarithmic Corrections to the Entropy of Rotating Black Holes and Black Strings in AdS$_5$
本文研究了超对称、旋转、渐近AdS $_5$黑洞和黑弦的熵的对数修正。在AdS/CFT对应的框架内，这些黑色物体的熵在场论方面分别由$\mathcal{N}=4$超对称杨-米尔斯理论的超共形指数和精细拓扑扭曲指数确定。我们从场论的配分函数中读出对数修正。在引力方面，我们采取近视界极限，并应用Kerr/CFT对应，其相关的带电Cardy公式描述了次领先阶的状态简并性，并确定了对熵的对数校正。我们发现这两种方法完全一致。我们的研究结果提供了一个窗口到精确的微观状态计数，并证明了低能量，基于能量的方法，如克尔/CFT对应渐近AdS黑色物体在一定条件下的有效性。
2022-04-07 gr-qc hep-th
Black hole entropy, curved space and monsters
我们研究了黑洞熵的微观起源，特别是普通物质与黑洞的最大熵之间的差距。利用弯曲空间，我们构造熵大于普朗克单位面积的组态。这些结构具有病态的性质，我们称之为怪物。当排除怪物时，我们恢复了普通物质$S < A^{3/4}$的熵束缚。这个界限意味着，基本上半经典黑洞的所有微观态都与一个稍微小一点的黑洞的生长有关，这个黑洞吸收了一些额外的能量。我们的结果表明，黑洞的面积熵是由普通物质和较小的黑洞形成黑洞的不同方式的对数，但只有在排除怪物状态之后。
2007-10-16 gr-qc hep-ph hep-th
The hidden horizon and black hole unitarity
通过对史瓦西背景下霍金辐射的详细分析，我们提出了一个符合量子么正性的方案。在这个方案中，对幺正量子无视界黑洞S矩阵的半经典近似导致了对具有事件视界的经典黑洞的霍金辐射的传统描述。幺正性由详细的排他性S矩阵振幅证明。在那里，固定的一般外态，除了在状态，产量在渐近闵可夫斯基时空鞍点的贡献，其中占主导地位的普朗克度量波动时，接近史瓦西半径。我们认为，这些阻止相应的宏观“排他性背景”发展的事件视界。然而，如果没有选择外态，则可以定义一个独特的鞍点几何，其中普朗克涨落被驯服。这种“包容性背景”呈现出一个事件视界，并构成了上述排他性背景的粗粒度平均值。经典的事件视界表现为一种粗粒结构，维持了贝肯斯坦-霍金熵的热力学意义。这让人想起极端黑洞的模糊球描述：微观态的作用在这里由一组完整的外态发挥。虽然幺正振幅的计算需要详细的量子引力理论，但所提出的方案本身并不需要，它只在驻点附近诉诸引力的度规描述。
2010-12-14 gr-qc hep-th
Semi-classical analysis of black holes in Loop Quantum Gravity: Modelling Hawking radiation with volume fluctuations
在圈量子引力的背景下，我们引入了量子球黑洞流体近似的概念。在这个极限下，黑洞的微观状态是“大”表示$s_i$之间的缠绕物，$s_i$通常按$s_i \sim \sqrt{a_H}$缩放，其中$a_H$表示普朗克单位的视界面积。对于黑洞视界，具有大颜色的穿刺与经典流体的流体包裹相似。我们称之为穿刺针。因此，在流体极限中，视界由点元组成，而点元本身被解释为（在张量积的意义上）由大量更基本的缠绕体组成。我们研究了作用于质点的欧氏体积的谱，并计算了它的量子涨落。然后，我们提出了一个解释的黑洞辐射的基础上的性质的量子涨落的欧几里德体积算符。我们估计一个典型的温度的黑洞，我们表明，它的规模作为霍金温度。
2016-12-16 gr-qc hep-th
What is the entropy of the universe?
标准计算表明，我们宇宙的熵主要由黑洞控制，它们的熵与它们的普朗克单位面积相当，尽管它们只占总能量的一小部分。统计熵是与系统的宏观性质相一致的微观状态数量的对数，因此是对其精确状态的不确定性的度量。因此，假设黑洞蒸发中存在幺正性，标准结果表明，宇宙未来量子态的最大不确定性来自蒸发黑洞的霍金辐射。然而，天体物理学上黑洞前体物质的熵远小于面积熵。如果幺正性将未来的辐射态与黑洞的前体态联系起来，那么标准的结果就会产生很大的误导，至少对于一个能够区分霍金辐射各个态的观测者来说是这样。
2009-05-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Young Black Holes Have Smooth Horizons: A Swampland Argument
通过超临界标量场坍缩数值研究，证明年轻黑洞内部标量变化局域于奇点附近，与视界尺度分离，支持体有效场论在视界内有效，并视宇宙监督为保护该有效性的机制。
2024-07-16 gr-qc hep-th
Black Holes as Non-Abelian Anyon Condensates: Implications for the Information Paradox
Jožef Stefan Institute（约瑟夫·斯蒂芬研究所）
本文提出一种黑洞模型，将事件视界替换为一个拓扑有序的时状壳，该壳由非阿贝尔任意子凝聚体包围一个平坦的真空内部。通过拓扑量子计算，该模型提供了黑洞热力学的微观描述，并解释了信息悖论。
2026-09-18 gr-qc
The Black Hole History in Tamed Vacuum
量子物理学的尺度比普朗克尺度大，在经典时空几何的框架中描述。提出了一个从量子引力中选择这些背景的标准。它导致了黑洞几何的不稳定性，正如穿越视界的运动所经历的那样，反对霍金量子的发射。不穿过事件视界的外部观察者所感知的蒸发过程的唯象处理。蒸发发生在一个拓扑上平凡的"achronon”几何背景中，没有视界和奇点，描述了一个冻结到衰变时间尺度的坍缩。在传统理论中，它是从质量为$M$的坍缩恒星的真空中产生对而被点燃的，但经过一段时间的$M\ln M$，热辐射源逐渐转移到恒星本身。这允许一个单一的演变，除了可能为指数小的背景过渡振幅。新兴的图片相比，特胡夫特和Susskind的方法和它的整体量子一致性的问题被唤起。（数字可应要求提供）
1994-08-03 gr-qc hep-th
A Fermi Model of Quantum Black Hole
本文提出将史瓦西黑洞建模为费米子自由度系统，利用简并压抵抗引力坍缩，并通过微观态计数精确重现贝肯斯坦-霍金熵，进而提出量子引力的最大态容量原理。
2024-07-24 gr-qc hep-th
Universality, intertwiners and black hole information
本文利用代数方法与超选择扇区提出黑洞纠缠子，解释信息如何跨越黑洞大气层传至辐射并导出 Page 曲线，从而在无防火墙情形下维护幺正性。
2024-01-22 gr-qc hep-th quant-ph
Direct imaging rapidly-rotating non-Kerr black holes
最近，我们中的两个人讨论了不同于广义相对论的引力理论中的非克尔黑洞可能具有拓扑非平凡的事件视界。更准确地说，非旋转和缓慢旋转物体的视界的空间拓扑将是一个2球，就像克尔时空中一样，而它会在自旋参数的临界值以上发生变化。当视界的拓扑结构改变时，黑洞中心奇点就会出现。薄盘的吸积过程有可能使这些黑洞超旋并导致拓扑转变，从而违反弱宇宙审查猜想。如果天体物理学黑洞候选者不是广义相对论预测的黑洞，我们可能有相当独特的机会看到它们的中心区域，在那里经典物理学崩溃，量子引力效应应该出现。即使量子引力区域被证明是非常小的，在普朗克尺度的水平上，它的表观图像的大小也是有限的，并且有可能用未来的设施观测到。
2012-03-30 astro-ph.HE gr-qc
Black Holes in Asymptotically Safe Gravity
本章综述渐近安全引力中黑洞研究，涵盖重整化群改进模型、布赫达尔极限修正、自洽改进方法及熵与量子修正势等进展，并指出渐近修正受最小作用量原理约束。
2024-02-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Conformal Dilaton Gravity and Warped Spacetimes in 5D
在弯曲的Randall-Sundrum时空中，通过写出度规$g_{μν}=ω^{\frac{4}{n-2}}\tilde g_{μν}$，在共形不变引力中找到了黑洞的精确含时解。在这里，$\tilde g_{μν}$代表“非物理的”时空，而$ω$代表非物理场，它们将被视为与任何可重正化的标量场一样。在五维弯曲时空的情况下，我们记作$ ^{(4)}{\tilde g_{μν}}=\barω^2{ ^{(4)}\bar g_{μν}}$。$ω$和$\barω$都可以用来描述由于使用不同的共形规范自由度而引起的内外观测者对霍金辐射的不同看法。关于黑洞内部的分歧可以用视界上点的对映图来解释。自由参数的解决方案可以选择在这样一种方式，$\bar g_{μν}$是奇异的自由和拓扑规则，即使对于$ω\rightarrow 0$。值得注意的是，度规分量和介子场的5维和4维有效场方程可以用一般维数$ n= 4,5$表示。它是澄清，在视界附近的量子化程序的背景下，幺正性问题只发生在大的额外维尺度的大部分。有效理论中的减法点将只在体中的UV中，因为使用大的额外维度导致基本普朗克尺度与电弱尺度相当。
2021-07-16 gr-qc hep-th
