Виртуальная чёрная дыра

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Виртуальная черная дыра — гипотетический объект квантовой гравитации:чёрная дыра, возникшая в результате квантовой флуктуации пространства-времени[1]. Является одним из примеров так называемой квантовой пены (англ.)русск. и гравитационным аналогом виртуальных электрон-позитронных пар в квантовой электродинамике.

Появление виртуальных черных дыр на планковском масштабе является следствием соотношений неопределенностей

\Delta R_{\mu}\Delta x_{\mu}\ge\ell^2_{P}=\frac{\hbar G}{c^3}

где R_{\mu} - компонента радиуса кривизны малой области пространства-времени; x_{\mu} - координата малой области; \ell_{P} - планковская длина; \hbar - постоянная Дирака; G - гравитационная постоянная Ньютона; c - скорость света. Указанные соотношения неопределенностей являются другой формой соотношений неопределенностей Гейзенберга применительно к планковскому масштабу

По оценкам физиков-теоретиков[4], виртуальные чёрные дыры должны иметь массу порядка массы Планка (2,176·10−8 кг), время жизни порядка Планковского времени (5,39·10−44 секунды), и образовываться с плотностью порядка одного экземпляра на объём Планка. При этом, если виртуальные черные дыры существуют, они могут запускать механизм распада протона. Поскольку масса черной дыры сначала увеличивается благодаря падению массы на чёрную дыру, а затем уменьшается из-за излучения Хокинга, то испускаемые элементарные частицы, в общем случае, не идентичны тем, которые падают в чёрную дыру. Таким образом, если в виртуальную черную дыру попадают два кварка, составляющие протон, то возможно появление антикварка и лептона, что нарушает закон сохранения барионного числа[4].

Существование виртуальных черных дыр усугубляет исчезновение информации в чёрной дыре, так как любой физический процесс потенциально может быть нарушен в результате взаимодействия с виртуальной черной дырой[5].

Образование вакуума, состоящего из виртуальных планковских черных дыр (квантовой пены (англ.)русск.), энергетически наиболее выгодно в трехмерном пространстве[6], что, возможно, предопределило 4-мерность наблюдаемого пространства-времени.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. S. W. Hawking(1995)"Virtual Black Holes"
  2. П.А.М.Дирак Общая теория относительности, М., Атомиздат, 1978, с.39
  3. А.П.Климец (2012) LAP LAMBERT Academic Pablishing, Deutschland
  4. 1 2 Fred C. Adams, Gordon L. Kane, Manasse Mbonye, and Malcolm J. Perry (2001), Proton Decay, Black Holes, and Large Extra Dimensions, Intern. J. Mod. Phys. A, 16, 2399.
  5. The black hole information paradox, Steven B. Giddings, arXiv: hep-th/9508151v1.
  6. A.P.Klimets FIZIKA B (Zagreb) 9 (2000) 1, 23 — 42