热力学与时空的基本关系

自从Hawking 1974年用弯曲时空量子场论的方法证明黑洞存在热辐射之后，黑洞热力学得到学术界的广泛接受和关注。 通过对时空几何的研究，人们发现引力理论与热力学定律之间存在内在的联系，同时也产生更多有待解决的难题，如信息疑难，黑洞熵的微观解释等。我们将在多年研究工作的基础上，进一步探讨相对论时空中的热力学现象和规律， 包括孤立视界附近的热力学定律， 弯曲时空中物质的热力学性质，物态方程与时空几何的关系， 引力塌缩过程中物质熵与黑洞熵的关系， 由热力学第一定律推导爱因斯坦场方程， 讨论量子效应是否会破坏黑洞热力学第三定律， 以及类空和类光熵界成立的微观条件等。

本项目在前人研究基础上，将黑洞热力学研究的对象扩展到一般弯曲时空与热力学的基本关系， 揭示这两个相对独立学科的深层次关系。 在受资助的三年间，我们已在该课题的几个方面取得了显著成果， 主要包括：从熵最大化原理首次导出了一般球对称静态时空中流体所满足的爱因斯坦方程，首次找到了极端黑洞可能违反宇宙监督假设的证据，探讨了黑洞作为粒子加速器的机制，研究了Ads/CFT对偶理论在凝聚态物理的应用。 三年间， 已发表的标注资助的SCI论文共10篇， 绝大部分论文由本人及研究生完成， 其中包括在高影响因子物理期刊Phys. Rev.D 及JHEP发表的论文6篇， 总引用次数达37次。