仮想ブラックホール

量子重力において、仮想ブラックホール^[1]は、時空の量子ゆらぎの結果として一時的に存在する仮説上の微小ブラックホールである。^[2]これは量子泡 の一例であり、量子電気力学で見られる仮想電子-陽電子対の重力アナログである。理論的議論によれば、仮想ブラックホールはプランク質量程度の質量を持ち、プランク時間程度の寿命を持ち、プランク体積あたり約1個の数密度で発生するはずである。^[3]

プランクスケールでの仮想ブラックホールの出現は不確定性関係の結果である。^[4]

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

ここで、は時空小領域の曲率半径、は小領域の座標、はプランク長、は換算プランク定数、はニュートンの万有引力定数、は光速です。これらの不確定性関係は、プランクスケールにおけるハイゼンベルクの不確定性原理の別の形です。 ${\displaystyle R_{\mu}}$${\displaystyle x_{\mu}}$${\displaystyle \ell_{P}}$${\displaystyle \hbar}$${\displaystyle G}$${\displaystyle c}$

仮想ブラックホールが存在する場合、それは陽子崩壊のメカニズムを提供する。^[8]これは、ブラックホールの質量がホールに落ち込むことによって増加し、ホーキング放射がホールから放出されると減少すると理論上予想される場合、放出される素粒子は、一般に、落ち込んだものと同じではないためである。したがって、陽子を構成するクォークのうち2つが仮想ブラックホールに落ちた場合、反クォークとレプトンが出現する可能性があり、重粒子数の保存則に違反する。^{[3] [9]}

仮想ブラックホールの存在はブラックホール情報損失パラドックスを悪化させる。なぜならあらゆる物理プロセスは仮想ブラックホールとの相互作用によって潜在的に妨害される可能性があるからだ。^[10]

• 量子泡
• 仮想粒子
• 量子トンネル効果

ディラック、PAM（1975）。一般相対性理論。ニューヨーク：ワイリー。ISBN 978-0-471-21575-2。