가상 블랙홀

양자 중력에서 가상 블랙홀(virtual black hole)이란 시공간의 양자 요동으로 인해 일시적으로 생겨나는 블랙홀을 의미한다.S. W. Hawking (1995) "Virtual Black Holes" 가상 블랙홀은 양자 거품의 한 예이며 양자 전기역학에서 말하는 가상의 전자-양전자 중력쌍과 같다. 이론적으로 가상 블랙홀은 플랑크 질량 급의 질량으로 플랑크 시간 급의 수명을 가지며 대략 플랑크 부피 당 1개 정도의 밀도로 생겨난다고 추정하고 있다.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.

플랑크 단위계에서의 가상 블랙홀 생성은 다음과 같은 불확정성 방정식에서 도출한 결과이다.

이 식에서 은 국소적 시공간 영역의 곡률반지름이며 은 국소적 영역의 위치이다. 는 플랑크 길이, 는 플랑크 상수, 는 뉴턴의 중력 상수, 는 광속이다. 이 불확정성 방정식은 하이젠베르크가 주창한 불확정성 원리의 플랑크 단위계에서 표현한 결과와 같다.

만일 가상 블랙홀이 존재할 경우 이는 양성자 붕괴도 일어날 것임을 보여준다. 이는 블랙홀의 질량은 블랙홀 내로 물질이 들어가면 질량이 늘어나고 호킹 복사선이 방출되면 질량이 줄어드는데 여기서 방출하는 기본입자와 들어가는 입자가 항상 똑같지는 않기 때문이다. 따라서 양성자의 기본 쿼크 중 2개가 가상 블랙홀로 들어갈 경우 반쿼크와 경입자가 방출될수 있으며 이는 중입자수 보존 법칙을 깨뜨린다.

가상 블랙홀의 존재는 어떠한 물리기작도 가상 블랙홀과의 상호작용 과정에서 간섭받을 수 있기 때문에 블랙홀 정보 역설을 깨뜨릴 수 있다.The black hole information paradox, Steven B. Giddings, arXiv:hep-th/9508151v1.

 같이 보기 
 양자 거품
 플랑크 입자

 각주 

분류:양자중력
분류:블랙홀