Виртуальная чёрная дыра

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

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

Появление виртуальных чёрных дыр на планковском масштабе является следствием соотношений неопределённостей[2]

где  — компонента радиуса кривизны малой области пространства-времени;  — координата малой области;  — планковская длина;  — постоянная Дирака;  — гравитационная постоянная Ньютона;  — скорость света. Указанные соотношения неопределённостей являются другой формой соотношений неопределённостей Гейзенберга применительно к планковскому масштабу.

По оценкам физиков-теоретиков[5], 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 чёрные дыры существуют, они могут запускать механизм распада протона. Поскольку масса чёрной 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 чёрную дыру попадают два кварка, составляющие протон, то возможно появление антикварка и лептона, что нарушает закон сохранения барионного числа[5].

Существование виртуальных чёрных дыр усугубляет исчезновение информации в чёрной дыре, так как любой физический процесс потенциально может быть нарушен в результате взаимодействия с виртуальной чёрной дырой[6].

Образование вакуума, состоящего из виртуальных планковских чёрных дыр (квантовой пены), энергетически наиболее выгодно в трёхмерном пространстве[7], что, возможно, предопределило 4-мерность наблюдаемого пространства-времени.

Примечания[править | править код]

  1. S. W. Hawking(1995)"Virtual Black Holes Архивная копия от 7 июня 2020 на Wayback Machine"
  2. A.P. Klimets. (2023). Quantum Gravity. Current Research in Statistics & Mathematics, 2(1), 141—155. Дата обращения: 23 декабря 2023. Архивировано 23 декабря 2023 года.
  3. П.А.М.Дирак Общая теория относительности, М., Атомиздат, 1978, с.39 Архивная копия от 1 февраля 2014 на Wayback Machine
  4. 1 2 Klimets AP, Philosophy Documentation Center, Western University-Canada, 2017, pp.25-30. Дата обращения: 12 октября 2020. Архивировано 1 июля 2019 года.
  5. 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.
  6. The black hole information paradox Архивная копия от 12 сентября 2017 на Wayback Machine, Steven B. Giddings, arXiv: hep-th/9508151v1.
  7. A.P.Klimets FIZIKA B (Zagreb) 9 (2000) 1, 23 — 42. Дата обращения: 11 февраля 2020. Архивировано 19 июля 2021 года.