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张宏升等人在Journal of High Energy Physics发表研究成果

2023年04月07日 17:23  点击:[]

近期,我院在天体物理研究方面取得进展,相关成果Novel black holes in higher derivative gravity发表在Journal of High Energy Physics杂志上,中科院一区,影响因子5.618,第一作者为青年教师黄洋博士,通讯作者为张宏升教授。

高阶导数引力理论是广义相对论的重要推广。引力的重整化要求理论包含高阶导数,因此高阶导数理论中的黑洞可能隐含了量子引力的某些信息。我们发现了高阶导数引力论一类新解,该解具有多方面的重要意义。第一,该解克服了原有解的负质量问题。在整个参数域内,我们的解黑洞质量恒正。第二,该解在理论上有助于解决黑洞信息问题。黑洞信息问题有一大类解决方案,要求黑洞不彻底蒸发,而是剩下一个普朗克质量“炉渣”,此残余物包含黑洞原有的所有信息。但以往所有研究方案都是强加这一要求,没有物理机制来实现。在我们的新解中,黑洞霍金辐射在质量较小时自然停止,而且我们发现了停止过程的精确解。这一点的物理解释是,该解包含了量子引力信息,而量子引力提供了黑洞信息守恒的物理基础。第三,观测角度讲,该“炉渣”可以作为合理的暗物质,不受伽马爆观测限制。以往原初黑洞作为暗物质的理论,因为黑洞辐射后期大爆发都受到伽马爆观测的严厉限制。而在宇宙早期量子引力论可能发挥显著作用,因此我们的理论在物理上是合理和自洽的。

论文原文:Huang, Y., Liu, DJ. & Zhang, H. Novel black holes in higher derivative gravity. J. High Energ. Phys. 2023, 57 (2023). https://doi.org/10.1007/JHEP02(2023)057


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