Μελέτη Μελανών Οπών Συζευγμένων με Βαθμωτά Πεδία

Κολυβάρης, Θεόδωρος

dc.contributor.author	Κολυβάρης, Θεόδωρος	el
dc.date.accessioned	2014-10-21T07:55:49Z
dc.date.available	2014-10-21T07:55:49Z
dc.date.issued	2014-10-21
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/39252
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.1758
dc.rights	Default License
dc.subject	Μελανές Οπές; Βαθμωτά πεδία; Βαρύτητα; Γενική Σχετικότητα; Θερμοδυναμική μελανών οπών	el
dc.subject	Black holes; scalar fields; Gravitation; General relativity; Thermodynamics of black holes	en
dc.title	Μελέτη Μελανών Οπών Συζευγμένων με Βαθμωτά Πεδία	el
dc.contributor.department	Τομέας Φυσικής	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	ΦΥΣΙΚΗ ΜΕΛΑΝΩΝ ΟΠΩΝ	el
heal.classificationURI	http://localhost:8080/healp/data/4/15/1
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2013-09
heal.abstract	Στην παρούσα διατριβή θα εξετάσουμε λύσεις μελανών οπών συζευγμένων με βαθμωτό πεδίο. Αρχικά θα παρουσιάσουμε μια γενίκευση της φορτισμένης C - μετρικής σύμμορφα συζευγμένης με ένα βαθμωτό πεδίο παρουσία κοσμολογικής σταθεράς. Για συγκεκριμένες τιμές της επιτάχυνσης και της κοσμολογικής σταθεράς, η κωνική ανωμαλία μπορεί να απαλειφθεί και το πεδίο είναι ομαλό παντού. Η μελανή οπή τότε προσομοιάζει περισσότερο με μελανή χορδή με τον ορίζοντα γεγονότων να εκτείνεται μέχρι το άπειρο και να παρέχει στον εαυτό της την απαραίτητη επιτάχυνση. Επιπλέον παρουσιάζουμε μια νέα κλάση λύσεων μελανών οπών ελάχιστα συζευγμένων με ένα βαθμωτό πεδίο παρουσία αρνητικής κοσμολογικής σταθεράς. Θεωρούμε μια μονοπαραμετρική οικογένεια δυναμικών, παραμετροποιημένων από μια αδιάστατη παράμετρο g, μη μηδενική τιμή της οποίας σημαίνει σπάσιμο της σύμμορφης αναλλοιότητας. Θερμοδυναμικά, υπάρχει μια κρίσιμη θερμοκρασία σε μηδενική μάζα της μελανής οπής, όπου παρατηρείται μια δεύτερης τάξης αλλαγή φάσης σε μια μελανή οπή χωρίς βαθμωτό πεδίο. Εκτός αυτού, βρίσκουμε έναν κλάδο λύσεων οι οποίες παρουσιάζουν μια πρώτης τάξης αλλαγή φάσης σε μια δεύτερη κρίσιμη θερμοκρασία η οποία εξαρτάται από το g. Καθώς g-->0, αυτή η δεύτερη θερμοκρασία αποκλίνει. Επιπρόσθετα θεωρούμε ένα βαρυτικό σύστημα μηδενικής κοσμολογικής σταθεράς με ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και βαθμωτό πεδίο του οποίου οι παράγωγοι είναι συζευγμένοι με τον τανυστή του Einstein. Μια Reissner-Nordstrom μελανή οπή παρουσιάζει μια δεύτερης τάξης αλλαγή φάσης σε μια γενικά ανισοτροπική μελανή οπή με βαθμωτό πεδίο, σε μια συγκεκριμένη κρίσιμη θερμοκρασία την οποία και υπολογίζουμε. Εξετάζοντας τις ιδιότητες της λύσης κοντά στην κρίσιμη θερμοκρασία βρίσκουμε ότι είναι ενεργειακά προτιμητέα σε σχέση με την αντίστοιχη Reissner-Nordstrom μελανή οπή. Τέλος εξετάζουμε την αλλαγή φάσης μιας Reissner-Nordstrom μελανής οπής σε μια με βαθμωτό πεδίο σε ασυμπωτικά επίπεδο χωρόχρονο. Το φορτισμένο και με μάζα βαθμωτό πεδίο είναι συζευγμένο μέσω των παραγώγων του με τον τανυστή του Einstein. Λύνουμε τις εξισώσεις αναλυτικά κοντά στην θερμοκρασία μετάβασης και δείχνουμε ότι το πεδίο είναι συγκεντρωμένο κοντά στον ορίζοντα γεγονότων και φθίνει εκθετικά μακριά από αυτόν.	el
heal.abstract	In this thesis we discuss black hole solutions coupled with scalar fields. Firstly we present a generalisation of the charged C - metric conformally coupled with a scalar field in the presence of a cosmological constant. For certain cases of enhanced acceleration with a negative cosmological constant, the conical singularity disappears alltogether and the scalar field is everywhere regular. The black hole is then rather a black string with its event horizon extending all the way to asymptotic infinity and providing itself the necessary acceleration. Furthermore we present a new class of black hole solutions with a minimally coupled scalar field in the presence of a negative cosmological constant. We consider an one-parameter family of self-interaction potentials parametrized by a dimensionless parameter g. A non-vanishing parameter signals the departure from conformal invariance. Thermodynamically, there is a critical temperature at vanishing black hole mass, where a higher-order phase transition occurs to a black hole without a scalar field. Beside that we obtain a branch of hairy solutions which undergo a first-order phase transition at a second critical temperature which depends on g. As g--> 0, this second critical temperature diverges. Additionally we consider a gravitating system of vanishing cosmological constant consisting of an electromagnetic field and a scalar field coupled to the Einstein tensor. A Reissner-Nordstrom black hole undergoes a second-order phase transition to a hairy black hole of generally anisotropic hair at a certain critical temperature which we compute. Calculating the properties of a hairy black hole configuration near the critical temperature we show that it is energetically favorable over the corresponding Reissner-Nordstrom black hole. Finally we discuss a phase transition of a Reissner-Nordstrom black hole to a hairy black hole in asymptotically flat spacetime. The hair is due to a massive charged scalar field with a derivative coupling to the Einstein tensor. We solve the equations analytically near the transition temperature and show that the hair is concentrated near the horizon decaying exponentially away from it.	en
heal.sponsor	Η παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος <<Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση>> του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) - Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: Ηράκλειτος ΙΙ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου.	el
heal.advisorName	Παπανυωνόπουλος, Ελευθέριος	el
heal.committeeMemberName	Παπαντωνόπουλος, Ελευθέριος	el
heal.committeeMemberName	Κουτσούμπας, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Χαρμούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Κεχαγιάς, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Τράκας, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ήργες, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μπάκας, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true