《现代物理基础丛书·典藏版：经典黑洞和量子黑洞》系统地阐述了黑洞物理领域近年来的新进展，包括作者、合作者和国内外同行学者们的近期研究成果。书中内容系统而深刻，物理思想灵活，数学技巧丰富.诸多内容适合于硕士生、博士生用于专业课学习和科研选题。
《现代物理基础丛书·典藏版：经典黑洞和量子黑洞》包括施瓦西黑洞，克尔黑洞，经典黑洞热力学，黑洞热力学的量子理论，黑洞的量子辐射，黑洞的准正规模和晚期拖尾，黑洞的正则量子化，黑洞的面积谱、质量谱、电荷谱、角动量谱和黑洞的引力效应等七章七十七节。
《现代物理基础丛书·典藏版：经典黑洞和量子黑洞》可供物理、天文和应用数学专业的硕士生、博士生和研究人员阅读，也可供本科高年级学生和自学者参考。
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导语_点评_推荐词
本书内容包括黑洞的经典理论和量子理论两部分，经典理论部分包括球对称引力场的奇异性，球对称恒星的引力塌缩，Kerr黑洞、Kerr-Newman黑洞和经典黑洞热力学等内容。量子理论部分包括黑洞热力学的量子理论、黑洞的量子辐射、黑洞的微扰理论和黑洞的量子化等内容，在内容安排上，侧重于黑洞的量子理论。
近年来，许多学者对黑洞熵的量子理论颇感兴趣，严格地说，计算黑洞量子熵须用到量子引力理论，而至今还没有建立一个令人满意的量子引力理论，用量子引力理论研究黑洞的熵依赖于量子引力理论的细节，但是，如果认为黑洞熵和视界面积成正比这一结论是普适的，则黑洞熵就应该与量子引力理论的细节没有关系。因此，人们可以避开量子引力理论的细节，来研究黑洞的热力学熵和统计力学熵。书中详细讨论了黑洞热力学的量子修正，黑洞量子熵的计算方法，即壳（on shell）和离壳（off shell）方案（其中包括砖墙模型、顶角奇异性方法、钝锥方法和体积截断方法），协变欧氏方案和共形场论方法。
黑洞热力学的四条定律与普通热力学定律的一致，使人们自然认为黑洞处于热平衡状态（至少静态和稳态黑洞如此）。如果给黑洞一个微扰，微扰衰减后黑洞应该回到平衡状态，黑洞微扰理论表明，微扰场在黑洞时空中的演化过程分为初始扰动、准正规模（指数衰减）和晚期拖尾（幂律衰减）三个阶段，黑洞状态对于微扰是稳定的。研究表明，黑洞准正规模的频谱只决定于黑洞本身的性质，与扰动的初始形式无关。这一结果在黑洞的天文观测中具有重要而深远的意义，因此也使人们对黑洞准正规模的研究产生了极大的兴趣。犹如不同的乐器发出不同种类的声音一样，不同的黑洞具有不同的准正规模频谱，书中详细讨论了几种黑洞时空的准正规模频谱和它们的晚期幂律拖尾。
黑洞是宇宙中最简单和最漂亮的物体，只由三个参量（质量，电荷和角动量）便可唯一确定，所有其他性质，如磁场、磁矩、物质结构（轻子数、重子数）等性质在形成黑洞时已全部化为乌有。
黑洞如此简单，很像氢原子，它只有质量、电荷和角动量三个经典自由度。氢原子也只有三个经典自由度，即电子的三个空间坐标x，y，z。因此人们想到，不用量子引力理论，用量子力学描述黑洞的量子化，揭示黑洞的量子性质。书中讨论了黑洞时空的哈密顿正则量子化方案，给出类似薛定谔方程的黑洞时空动力学方程，导出量子化的黑洞质量谱、面积谱、电荷谱和角动量谱，书中还讨论了暗物质和暗能量，以及被暗能量包围的黑洞的量子性质。
目录
前言
第1章 施瓦西黑洞 1
1.1 施瓦西面 1
1.2 自由下落坐标系 3
1.3 施瓦西黑洞 5
1.4 Kruskal坐标 6
1.5 Penrose图 8
第2章 球对称恒星的引力坍缩 10
2.1 广义相对论恒星的引力平衡 10
2.2 球对称恒星的引力坍缩 12
第3章 克尔黑洞 15
3.1 克尔度规 15
3.2 特征曲面 16
3.3 黑洞的无毛定理 19
3.4 Rindler变换 25
3.5 稳态时空中的事件视界 29
3.6 黑洞的第四个参量 30
第4章 经典黑洞热力学 41
4.1 经典黑洞的面积不减定理 41
4.2 经典黑洞的温度和熵 46
4.3 黑洞热力学的基本定律 51
第5章 黑洞热力学的量子理论 53
5.1 离壳与即壳 53
5.2 欧氏方案和热力学熵 54
5.3 模型描述：即壳结果 56
5.4 离壳方法 59
5.5 砖墙模型 60
5.6 顶角奇异性方法 64
5.7 钝锥方法 66
5.8 体积截断方法 68
5.9 离壳与即壳计算结果的比较 71
5.10 小结 76
5.11 二维有效作用量的共形变换 78
5.12 二维标量场的有效作用量和自由能 79
5.13 砖墙边界附近的Casimir效应和场涨落 82
5.14 四维爱因斯坦-麦克斯韦理论的球对称退化 85
5.15 Tree-Level黑洞热力学 87
5.16 L-P作用量及量子场热态的选择 91
5.17 量子修正的黑洞几何 96
5.18 热力学量的量子修正 99
5.19 欧氏克尔-纽曼几何 104
5.20 视界的外几何 106
5.21 顶角奇异性和曲率张量 108
5.22 热核展开和熵 112
5.23 Dirac旋量场的熵 115
5.24 共形场论方法 120
5.25 稳态轴对称荷电黑洞时空中的微分同胚代数 123
5.26 Kerr-Newman黑洞的统计力学摘 126
5.27 Kerr-Newman-AdS黑洞的统计力学摘 128
5.28 静态和稳态dilaton黑洞时空中的微分同胚代数 129
5.29 Garfinkle-Horowitz-Strominger dilatonic黑洞的统计力学摘 132
5.30 Garfinkle-Maeda dilaton黑洞的统计力学摘 133
5.31 稳态Kaluza-Klein黑洞的统计力学熵 134
5.32 黑洞统计力学熵的对数修正及新熵界 135
5.33 熵，哈密顿和Noether荷 136
5.34 量子激发和黑洞的熵 137
5.35 无视界静态引力场中量子场的统计力学 139
5.36 与视界有关的性质 145
5.37 视界存在时的正则方案 146
5.38 协变欧氏方案 152
5.39 黑洞的热力学和统计力学 156
5.40 广义重正化和Noethei荷 158
5.41 诱导引力中的黑洞熵 159
5.42 小结 162
附录A 曲率在与黑洞视界面正交的子空间中的投影 163
附录B 视界的外曲率几何 164
附录C Carlip边界条件 168
第6章 黑洞的量子效应 170
6.1 粒子对的自发产生过程 170
6.2 霍金辐射 175
6.3 静态和稳态黑洞的量子辐射 181
6.4 黑洞的准正规模 200
6.5 黑洞时空中衰减缓慢的准正规模 217
6.6 黑洞时空中的幂律拖尾 223
6.7 暗物质和暗能量 234
6.8 RNA黑洞的量子化 242
6.9 宇宙弦黑洞的量子化 248
6.10 Quintessence黑洞的量子化 254
6.11 Kerr-Newman黑洞的量子化 258
第7章 黑洞的引力效应 279
7.1 有质量标量粒子的有限运动 279
7.2 狄拉克方程的能谱 284
7.3 电子在微黑洞场中的有限运动 290
7.4 旋量和零标架的应用 296
7.5 关于退耦和分离变量 302
7.6 粒子的散射和吸收 308
7.7 克尔-纽曼-德西特黑洞和中微子波 313
7.8 黑洞的表面几何效应 321
参考文献 351
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