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ホワイトホール。これらをブラックホールの逆だと考えてください。アインシュタインの方程式では時間の矢を逆転させることができ、ブラックホールとは正反対のことをする解を得ることができます。つまり、何も入ることも中に留まることもできず、すべてが出て行かなければならないのです。
半世紀の間、ほとんどの物理学者たちはホワイトホールを数学的な好奇心として片付けてきましたが、近年、一部の研究者たちはホワイトホールがブラックホールの一般的な帰結である可能性があると主張しています。
それだけでなく、ホワイトホールは暗黒物質を構成する可能性もあり、観測可能な結果をもたらすかもしれません。詳しく見てみましょう。
まず、ホワイトホールとは正確には何でしょうか？ブラックホールは事象の地平面を通過するすべてのものを捕らえます。数学的には、ホワイトホールは時間を逆転させた場合です。
ホワイトホールにも事象の地平面がありますが、時間の方向はブラックホールとは反対です。したがって、何も入ることができず、すべてが出て行かなければなりません。まるでパーティーで話すのを止めないあの人のようなものです。しかし、これらの数学的なホワイトホールは作ることができません。単純にビッグバンから存在していなければならないのです。これはあまり意味がありません。
しかし、量子重力を考慮すると状況は変わります。つまり、アインシュタインの一般相対性理論が量子的な性質を考慮していないということを考えると、ホワイトホールが永遠に存在すべきだという理論は正しくない可能性があります。
代わりに、ブラックホールは最終的にすべてホワイトホールに変換される可能性があります。そして、ブラックホールは、まあ、それらも作ることができるのです。アイデアは、物質が崩壊するとき、例えば超新星爆発の後に、最初はブラックホールの地平面を形成するというものです。しかし、その内部では、物質は決して無限の密度の特異点に到達しません。
代わりに、崩壊は跳ね返り、数学的なホワイトホールに非常によく似たものを作り出します。そうして筋書きは複雑になります。物理学では、これは方程式が長くなることを意味します。この考えは、例えばカルロ・ロヴェッリとフランチェスカ・ヴィドットによって追求されており、彼らはこれがループ量子重力で正確に起こることだと主張しています。
崩壊する物質は最大密度に達し、その後膨張状態に移行します。つまり、ホワイトホールになるのです。つい先週発表された論文がこの考えを支持しています。著者たちはループ量子重力を使用していませんが、ユニモジュラー重力を使用しています。ユニモジュラー重力は一般相対性理論を書く別の方法で、単純にアインシュタインの理論を返します。
しかし、量子的性質を考慮すると、これらはユニモジュラー重力ではるかに簡単になります。これが多くの物理学者がユニモジュラー重力が実際に正しいかもしれないと考える理由です。少なくとも数学に対してより礼儀正しいのです。新しい論文では、著者たちはこのユニモジュラー重力で時空を量子化すると、ホワイトホールに跳ね返るブラックホールも得られることを示しています。
ただし、彼らが調べたブラックホールは球形ではなく、地平面は球ではなく無限に平らな平面だということを付け加えなければなりません。これらのものは私たちの宇宙には存在できませんが、数学的には扱いやすく、そのため良いテストケースとなります。この結果が私たちの通常の球形のブラックホールに適用される可能性は十分にあると思います。
したがって、これはブラックホールがホワイトホールに変換できるという考えを支持しています。つい最近発表された別の論文では、著者たちはホワイトホールの存在の証拠を探すべきで、その方法を知っていると主張しています。ブラックホールからホワイトホールへの転換は時空を歪める激しい出来事です。
これは、彼らが言うには、非常に特徴的な周波数スペクトラムを持つ重力波を放出します。彼らは、将来のLISAミッションでの低周波重力波測定を組み合わせ、宇宙マイクロ波背景放射の偏光のBモードパターンと比較することで、これを特定することが可能であるべきだと主張しています。
これは初期宇宙で形成されたホワイトホールのみを検出しますが、これらを初めて観測の標的にしました。ちなみに、この動画にはどれだけ覚えているかを確認できるクイズが含まれています。カルロ・ロヴェッリとフランチェスカ・ヴィドットは、ブラックホールからホワイトホールへの転換が一種の高速電波バーストを生成すると主張していました。
高速電波バーストは、わずか数ミリ秒しか続かない極めて明るい電波の閃光です。これらは2007年にデータで初めて特定されたので、実在するものです。ロヴェッリとヴィドットは、電波バースト、少なくともその一部は、ガンマ線バーストも伴うべきだと予測していました。残念ながら、そうではありませんでした。実際、今では高速電波バーストは…
電波バーストは強い磁場を持つ中性子星のフレアによってよりよく説明されます。近年、ロヴェッリとヴィドットは考えを変え、今ではループ量子重力はホワイトホールの爆発を全く予測しないと主張しています。その代わりに、ホワイトホールからの放出は信じられないほど遅いのです。
これは、小さなブラックホールが初期宇宙で形成されていたとすれば、それらは蒸発によって縮小し、ホワイトホールに変換され、その後約数千億年間非活動状態を続けることを意味します。つまり、それらは暗黒物質の候補となるのです。しかし、ロヴェッリとヴィドットが正しければ、重力波でそれらを見ることはできないでしょう。
さて皆さん、私のことをご存じでしょうが、私はこのすべてを1フェムト秒たりとも信じていません。しかし、これらの研究分野で何が起こっているかを知ってもらいたいのです。暗黒物質がホワイトホールだという言語学的な転換は十分気に入っていることを認めますが、今日私は暗黒物質がエーテルに蓄積する異星人の魂の重さだと確信しています。ちょっと待ってください、私は自然に屈服します…
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