「5次元ブラックホール」により、一般相対性理論は破綻するだろう

きつねうどん ★

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最新のコンピューター・シミュレーションによると、奇妙なかたちをしたブラックホールが、アインシュタインの一般相対性理論を「破綻」させるかもしれない。

このシミュレーションが示すのは、リング状の細いブラックホールだ。「膨らみ」部分が生じてそれをつなぐ紐が非常に細くなり、一続きのミニブラックホールになる。ケンブリッジ大学とロンドン大学クイーン・メアリー校の研究者たちはこれを、蛇口から流れ出る水が水滴に分離する仕組みになぞらえている。

ただし研究チームは、このような天体は、5つ以上の次元を持つ宇宙でしか存在できないと説明している。

こうしたリング状のブラックホールが最初に理論化されたのは2002年だが、シミュレーションに成功したのは今回の研究が初めてだ。仮にこのようなブラックホールが存在するのであれば、これらは「裸の特異点」の出現につながるだろう。研究チームによると、裸の特異点は、一般相対性理論の背後にある原理と方程式を「破綻」させるという。

特異点とは、重力があまりに強くなるため、空間と時間、物理学の法則が完全に破綻する点のことだ。一般相対性理論では、特異点はブラックホールの内側に存在し、これらは「事象の地平面」に囲まれていると説明される。事象の地平面とは、「引力があまりに強いため、脱出が不可能な限界」のことだ。

「特異点は、事象の地平面の向こう側に隠れている限り、問題になることはありません。一般相対性理論は有効です」と今回の研究論文の共著者であるマーカス・クネシュは述べる。

しかし、事象の地平面に囲まれていない「裸の特異点」（物質密度が無限大になる点）は、現在の物理学法則を破綻させる。

「もし裸の特異点が存在するなら、一般相対性理論は破綻します」と、今回のプロジェクトに取り組んだサラン・チュニヤスヴナクールは語っている。「もし一般相対性理論が破綻すれば、すべてが根底から覆されることになるでしょう。なぜなら、一般相対性理論では因果律を議論できなくなるからです。それだけで宇宙を説明できる理論では、もはやなくなるでしょう」

この論文は2月18日付けで学術誌『Physical Review Letters』に発表された。

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