[논문 리뷰] On Hawking radiation of extreme Reissner-Nordstr\"om black holes

F. G. Alvarenga, A. B. Batista외 2명|arXiv (Cornell University)|2003. 06. 09.

Cosmology and Gravitation Theories인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 극한 리스너-노르트스트롬 블랙홀에서의 호킹 복사를 조사하며, 표면 중력이 0이 되어 표준 양자역학적 프레임워크가 붕괴되고, 이는 온도가 0임을 의미함을 밝혀낸다. 붕괴하는 케이지 모델에서의 보골루브표 계수 분석은 정규화에 실패함을 보여주며, 이는 들어오는 모드와 나가는 모드 사이의 인과적 단절을 의미한다. 따라서 이 극한 경우에서 온도 개념은 정의되지 않게 된다.

ABSTRACT

The surface gravity for the extreme Reissner-Nordström black hole is null suggesting that it has a zero temperature. The direct evaluation of the Bogolubov’s coefficients indicates that the temperature of the extreme black hole is ill definite: The Bogolubov’s coefficients obtained by performing the usual analysis of a collapsing model of a thin shell do not obey the normalization conditions, suggesting that the in and out modes are not causally connected. A semi-classical analysis for the extreme black hole, in principle, can not be made and the notion of temperature has no sense in this case. PACS number(s): 04.20.Cv., 04.20.Me 1

연구 동기 및 목표

• 표면 중력이 0이 되는 극한 리스너-노르트스트롬 블랙홀에서 호킹 복사의 타당성을 평가하기 위해.
• 이러한 극한 블랙홀에서 온도 개념이 여전히 의미 있는지 조사하기 위해.
• 붕괴하는 얇은 껍질 모델에서의 인과적 구조와 보골루브표 계수의 정규화를 분석하기 위해.
• 이 경우에서 반도체적 방법이 입자 방출을 일관적으로 기술할 수 있는지 판단하기 위해.
• 표면 중력이 0일 때 열복사의 물리적 해석을 명확히 하기 위해.

제안 방법

• 극한 리스너-노르트스트롬 블랙홀의 붕괴하는 얇은 껍질 모델에 표준 보골루브표 계수 분석을 적용하기 위해.
• 들어오는 모드와 나가는 모드로부터 유도된 보골루브표 계수의 정규화 조건을 평가하기 위해.
• 극한 블랙홀의 표면 중력의 소멸을 핵심 입력으로 삼아 열복사의 정의를 평가하기 위해.
• 보골루브표 계수의 행동을 통해 들어오는 모드와 나가는 모드 사이의 인과적 관계를 분석하기 위해.
• 극한 블랙홀에 대해 곡률이 있는 시공간에서의 반도체적 장 이론의 일관성을 평가하기 위해.
• PACS 분류(04.20.Cv, 04.20.Me)를 활용하여 일반 상대성 이론과 곡률이 있는 시공간에서의 양자장 이론의 이론적 프레임워크 내에 이론을 둘러싸기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 표면 중력이 0인 극한 리스너-노르트스트롬 블랙홀에 대해 호킹 복사를 일관적으로 정의할 수 있는가?
• RQ2 붕괴하는 껍질 모델에서 유도된 보골루브표 계수가 극한 경우에 정규화 조건을 만족하는가?
• RQ3 극한 블랙홀 상황에서 들어오는 모드와 나가는 모드 사이에 인과적 연결이 존재하는가?
• RQ4 표면 중력의 소멸 시 반도체적 입자 생성 접근법이 여전히 타당한가?
• RQ5 표면 중력이 0인 극한 블랙홀의 맥락에서 온도의 물리적 의미는 무엇인가?

주요 결과

• 극한 리스너-노르트스트롬 블랙홀의 표면 중력은 0이며, 이는 0온도 상태를 의미한다.
• 붕괴하는 껍질 모델에서 유도된 보골루브표 계수들은 정규화 조건을 만족하지 못하며, 이는 모드 매칭의 붕괴를 시사한다.
• 정규화 실패는 극한 경우에 들어오는 모드와 나가는 모드가 인과적으로 연결되어 있지 않음을 의미한다.
• 결과적으로 반도체적 분석은 극한 리스너-노르트스트롬 블랙홀에 대해 일관되게 수행될 수 없다.
• 입자 생성 과정의 정의되지 않은 성격으로 인해 이 상황에서 온도 개념은 물리적 의미를 失한다.
• 이 연구는 표준 반도체적 프레임워크 내에서 극한 리스너-노르트스트롬 블랙홀에 열복사 개념을 적용할 수 없다고 결론내린다.