非特異ブラックホールモデル

非特異ブラックホールモデルは、情報の損失やブラックホールの事象の地平線の観測不可能な性質など、標準的なブラックホールモデルの特定の理論的問題を回避するブラックホールの数学的理論です。

ブラックホールがアインシュタインの方程式の解として物理的に存在するためには、外部の観測者に対して有限時間内に事象の地平線を形成しなければならない。これにはブラックホール形成の正確な理論が必要であり、そのような理論はいくつか提案されている。2007年、清華大学の張尚南は、潜在的なブラックホールの事象の地平線は、物体が既存の地平線に落ち込んだ後、または地平線が臨界密度を超えた後にのみ形成（または拡大）されるというモデルを提案した。言い換えれば、落下する物体はブラックホールの地平線を拡大させるが、これは物体がブラックホールに落ち込んだ後にのみ起こり、有限時間内に観測可能な地平線を可能にする。^{[1] [2]}しかし、この解決策では情報パラドックスは解決されない。

非特異ブラックホールモデルは、ブラックホールに関する理論的問題が初めて認識されて以来提案されてきた。^{[要出典]現在、}チャンドラセカール限界をはるかに超える質量を持つ恒星の崩壊の結果の最も有力な候補としては、グラバスターとダークエネルギースターが挙げられる。

20世紀末のほとんどの期間、ブラックホールは主流の物理学の一部として確立されていましたが、ジョージ・チャップライン、後にケース・ウェスタン・リザーブ大学のローレンス・クラウス、デヤン・ストイコビッチ、タンメイ・ヴァチャスパティによって提案されたモデルが、ブラックホールの地平線は形成できないことをいくつかの別々のモデルで示し、代替モデルが新たな注目を集めました。^{[3] [4]}

このような研究は多くのメディアの注目を集めており、^[5]ブラックホールは、その生来の単純さと神秘性の両方で、長い間科学者と一般大衆の両方の想像力を捉えてきた。そのため、最近の理論的結果は多くの精査を受け、そのほとんどは理論的研究によって現在では否定されている。たとえば、いくつかの代替ブラックホールモデルは、非常に高速な回転では不安定になることが示されており、^[6]角運動量保存則により、崩壊した星（パルサーを参照）の物理的シナリオとしては珍しくない。しかし、非特異ブラックホールの安定したモデルの存在は、まだ未解決の問題である。

ヘイワード計量は、特異でないブラックホールの最も単純な記述である。この計量は、ショーン・ヘイワードによって、正則、静的、球対称、漸近平坦な最小モデルとして記述された。^[7]

アヨン・ベアト・ガルシアモデルは、源を持つ最初の正確な荷電正則ブラックホールです。^[8]このモデルは、静的で球対称な時空を考慮した非線形電気力学モデルと一般相対論の間の最小限の結合に基づいて、1998年にエロイ・アヨン・ベアトとアルベルト・ガルシアによって提案されました。後に同じ著者らは、最初の非特異ブラックホールジオメトリであるバーディーンのおもちゃモデル^[9]を、非線形電気力学ベースの正則ブラックホールとして再解釈しました。^[10]現在では、アヨン・ベアト・ガルシアモデルは、質量のないテストスカラー場の吸収の観点から、ライスナー・ノルドストローム計量の吸収特性を模倣する可能性があることが知られています。^[11]

2024年、ポール・CW・デイヴィス、ダミアン・A・イーソン、フィリップ・B・レビンは、非特異ブラックホールが暗黒物質の有力な候補であると提唱した。^[12]彼らは、非特異シュワルツシルト・ド・ジッターブラックホールがゆっくりと蒸発し、最大だが有限の温度に達した後、特異点を持たず、質量がプランク質量のオーダーであるブラックホール残骸を形成することを示した。この非特異ブラックホールは、観測可能な宇宙の暗黒物質のすべてを構成できる。なぜなら、暗黒物質である原始ブラックホールの割合は、原始時代から生き残った可能性のある最小質量の原始ブラックホールに反比例するからである。これまでは、ホーキング蒸発によって原始ブラックホールの下限は 10 ¹² kg に設定されたと考えられていましたが、残骸を形成して完全に蒸発しない非特異ブラックホールによって、この下限はプランク質量である 10 ^-8 kg まで下がります。したがって、原始的に形成されたプランク質量の非特異ブラックホールは、現在観測可能な宇宙の暗黒物質のすべてを構成している可能性があります。

• エキゾチックなスター
• プランク星
• ファズボール（弦理論）

• ブラックホールは存在しない、とケース物理学者が報告
• ジョージ・チャップライン (1998)。「ブラックホールの情報パズルと宇宙定数の証拠」。arXiv : hep -th/9807175。
• Abhas Mitra (2005)。「 Chaplineによるダークエネルギー星の提案に関するコメント」。arXiv : astro-ph/0504384。