極限ブラックホール

理論物理学では、極限ブラックホールとは、その電荷と角運動量と両立する最小の質量を持つブラックホールのことである。^[1]

極限ブラックホールの概念は理論上のもので、これまで自然界で観測されたものはありません。しかし、多くの理論は極限ブラックホールの存在に基づいています。

超対称理論では、極限ブラックホールはしばしば超対称である。つまり、それらはいくつかのスーパーチャージに対して不変である。これはBPS境界の結果である。このようなブラックホールは安定しており、ホーキング放射を放射しない。それらのブラックホールエントロピー^[2]は弦理論で計算できる。

ショーン・キャロルは、極限ブラックホールのエントロピーはゼロに等しいと示唆している。キャロルは、ブラックホールが存在するための別の次元を作り出すことでエントロピーの欠如を説明した。 ^[3]

極限ブラックホールのホーキング放射は非熱的（非プランク分布）であり、温度は関連しないと考えられている。^[4]

仮想のブラックホール電子は超極限状態にあります（その質量のブラックホールが「持つべき」ものよりも多くの電荷と角運動量を持っています）。

ブラックホール熱力学の第三法則は、そのような極限ブラックホールを許さないはずであり、1986年にその証明がヴェルナー・イスラエルによって発表された^[5]。しかしながら、一対のプレプリントにおける最近の研究では、この法則には誤りが含まれており、したがって極限ブラックホールは確かにあり得ると主張している。^[6]^[7]^{[8]ブラックホールの熱力学の第三法則は常に}議論の的となっている。

参照

注記

^ Kallosh, Renata ; Linde, Andrei ; Ortín, Tomás; Peet, Amanda; Van Proeyen, Antoine (1992 年 12 月 1 日). 「宇宙の検閲官としての超対称性」. Physical Review D. 46 ( 12): 5278–5302. arXiv : hep-th/9205027 . Bibcode :1992PhRvD..46.5278K. doi :10.1103/PhysRevD.46.5278. PMID 10014916. S2CID 15736500.
^ Bekenstein, Jacob D. (1973). 「ブラックホールとエントロピー」. Phys. Rev. D. 7 ( 8): 2333–2346. Bibcode :1973PhRvD...7.2333B. doi :10.1103/PhysRevD.7.2333. S2CID 122636624.
^ Carroll, Sean M. ; Johnson, Matthew C.; Randall, Lisa (2009). 「極限限界とブラックホールエントロピー」. Journal of High Energy Physics . 2009 (11): 109. arXiv : 0901.0931 . Bibcode :2009JHEP...11..109C. doi :10.1088/1126-6708/2009/11/109. S2CID 73604121.
^ Good, Michael (2020). 「Extremal Hawking Radiation」. Physical Review D . 101 (104050): 104050. arXiv : 2003.07016 . Bibcode :2020PhRvD.101j4050G. doi :10.1103/PhysRevD.101.104050. S2CID 212725670.
^ イスラエル、W. (1986-07-28). 「ブラックホールダイナミクスの第三法則：定式化と証明」.フィジカルレビューレター. 57 (4): 397–399. doi :10.1103/PhysRevLett.57.397. ISSN 0031-9007. PMID 10034049.
^ Kehle, Christoph; Unger, Ryan (2023-04-17). 「真空中の事象の地平線の接着とブラックホールの形成：非常にゆっくり回転するケース」. arXiv : 2304.08455 [gr-qc].
^ Kehle, Christoph; Unger, Ryan (2024-02-15). 「臨界現象としての極限ブラックホール形成」. arXiv : 2402.10190 [gr-qc].
^ 「数学者が『極限』ブラックホールに関するホーキングの見解が間違っていることを証明」Quanta Magazine 2024年8月21日2024年8月27日閲覧。

外部リンク

極限RNブラックホール
N=2 極限ブラックホール

[1] Kallosh, Renata ; Linde, Andrei ; Ortín, Tomás; Peet, Amanda; Van Proeyen, Antoine (1992 年 12 月 1 日). 「宇宙の検閲官としての超対称性」. Physical Review D. 46 ( 12): 5278–5302. arXiv : hep-th/9205027 . Bibcode :1992PhRvD..46.5278K. doi :10.1103/PhysRevD.46.5278. PMID 10014916. S2CID 15736500.

[Bekenstein-2] Bekenstein, Jacob D. (1973). 「ブラックホールとエントロピー」. Phys. Rev. D. 7 ( 8): 2333–2346. Bibcode :1973PhRvD...7.2333B. doi :10.1103/PhysRevD.7.2333. S2CID 122636624.

[Extremal_limits_and_black_hole_entropy-3] Carroll, Sean M. ; Johnson, Matthew C.; Randall, Lisa (2009). 「極限限界とブラックホールエントロピー」. Journal of High Energy Physics . 2009 (11): 109. arXiv : 0901.0931 . Bibcode :2009JHEP...11..109C. doi :10.1088/1126-6708/2009/11/109. S2CID 73604121.

[4] Good, Michael (2020). 「Extremal Hawking Radiation」. Physical Review D . 101 (104050): 104050. arXiv : 2003.07016 . Bibcode :2020PhRvD.101j4050G. doi :10.1103/PhysRevD.101.104050. S2CID 212725670.

[5] イスラエル、W. (1986-07-28). 「ブラックホールダイナミクスの第三法則：定式化と証明」.フィジカルレビューレター. 57 (4): 397–399. doi :10.1103/PhysRevLett.57.397. ISSN 0031-9007. PMID 10034049.

[6] Kehle, Christoph; Unger, Ryan (2023-04-17). 「真空中の事象の地平線の接着とブラックホールの形成：非常にゆっくり回転するケース」. arXiv : 2304.08455 [gr-qc].

[7] Kehle, Christoph; Unger, Ryan (2024-02-15). 「臨界現象としての極限ブラックホール形成」. arXiv : 2402.10190 [gr-qc].

[8] 「数学者が『極限』ブラックホールに関するホーキングの見解が間違っていることを証明」Quanta Magazine 2024年8月21日2024年8月27日閲覧。