在国家自然app基金的支持下，华中师范大学吴双清教授在引力理论方面独立开展研究，找到了五维Gödel(哥德尔)宇宙中转动带电黑洞的精确解，并在该黑洞解描述的性质研究上取得重要进展。该部分研究成果发表在国际项尖杂志《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

 

众所周知，爱因斯坦提出的广义相对论很好地解释了牛顿的万有引力理论不能解释的水星近日点的进动问题。然而，爱因斯坦提出的引力场方程是高度非线性的，非常复杂，寻找其精确解特别是转动带电的黑洞解非常困难。大约半个世纪过去了，数学家克尔于1963年才得到了著名的四维转动不带电的Kerr黑洞解。两年后数学家纽曼等人通过复坐标变换的技巧生成了四维转动带电的Kerr-Newman黑洞解。二十多年以后，Myers 和Perry于1986年给出了Kerr黑洞在高维不带电情形下的推广。这些已知的解都是在假定背景是真空(含有电磁波)的前提下给出的。

 

由于诸多方面的原因，高维转动的精确解特别是转动带电的黑洞解在最近几年之中引起了人们极大的关注。但是，高维转动带电的黑洞解特别是在纯Einstein-Maxwell理论中的精确解，到目前为止，还知之甚少，甚至还是未知的。在最简单的五维情形，加入Chern-Simons项后可以使场方程的求解变得比较容易一些。在最小超引力理论的范畴中，唯一渐近平直的、超对称的、转动带电的五维黑洞解是由Breckenridge、Myers、Peet和Vafa(BMPV)在1997年给出的著名的BMPV黑洞解；而最一般的带有宇宙学常数的五维转动带电的解则由钟志伟等人在2005年给出。

 

但是，现实世界中的黑洞应该是处于我们的宇宙背景之中的，而描述我们宇宙的Friedman-Robertson-Walker(弗里德曼-罗伯逊-沃克)标准模型太过于理想化，不能够很好地描述宇宙的整体转动。2003年Gimon和Hashimoto将五维Kerr黑洞嵌入到纯Gödel宇宙中，得到了Kerr-Gödel黑洞解，其中的Gödel参数代表宇宙的转动。这一精确解随后得到了人们的极大关注和深入的研究。但是转动带电的Kerr-Gödel黑洞解却还是未知的，而且用传统的方法难以计算这些黑洞的守恒荷，如质量、角动量和电荷等等。

 

在这些工作的基础之上，吴双清教授在其负责的国家基金项目（项目编号10675051）的研究中，在爱因斯坦-麦克斯韦-陈-西蒙最小超引力理论的框架中构造了五维Gödel宇宙中转动带电黑洞的一般的精确解，并对其一般基本性质、热力学性质和对称性质进行了全面的研究，首次用热力学阐明了Gödel参数具有类似宇宙学常数的作用。（来源：国家自然app基金委员会）