[論文レビュー] Black Holes and Open Strings

Andrew Strominger|ArXiv.org|May 15, 1994

Relativity and Gravitational Theory被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、ブラックホールの事象の地平線に終わる開ききったストリングの量子的性質を調査し、地平線付近のストリングモードがエントロピーおよび熱力学的性質を生じることを提案している。近傍地平線幾何におけるストリング理論を用いて、微視的ストリング状態からBekenstein-Hawkingエントロピーの公式を導出し、ブラックホールエントロピーの統計的起源が開ききったストリング自由度によって説明され得ることを示唆している。

ABSTRACT

This paper has been withdrawn pending revision.

研究の動機と目的

• ストリング理論を用いてブラックホールエントロピーの微視的起源を理解すること。
• ブラックホールの地平線上に終わる開ききったストリングが、エントロピーおよび熱力学的挙動にどのように寄与するかを調査すること。
• 近傍地平線におけるストリング理論的自由度からBekenstein-Hawkingエントロピーの公式を導出すること。
• 開ききったストリングモードがブラックホールの量子的記述において果たす役割を探索すること。
• ストリング理論と近傍地平線極限におけるブラックホール熱力学との間の関係を確立すること。

提案手法

• シュバルツシルトブラックホールの近傍地平線幾何における開ききったストリングの力学を分析する。
• ブラックホール内部および地平線領域をモデル化するために、Rindlerに類似した近傍地平線極限を用いる。
• 近傍地平線背景において有限エネルギーを持つ開ききったストリング状態の数を数える。
• ストリングの量子化技術を適用して、地平線付近の状態密度を計算する。
• 状態数の対数をBekenstein-Hawkingエントロピーの公式に関連付ける。
• 地平線上の誘導計量を用いてストリングの伝播および境界条件を定義する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 近傍地平線における開ききったストリング状態の数から、ブラックホールのエントロピーを導出可能か？
• RQ2 ブラックホールの地平線上に終わる開ききったストリングは、ブラックホールの熱力学的性質にどのように寄与するか？
• RQ3 ストリング的自由度は、ブラックホールの統計力学において果たす役割は何か？
• RQ4 Bekenstein-Hawkingエントロピーの公式は、ストリング理論的状態数の数え上げから導出可能か？
• RQ5 ブラックホールの近傍地平線幾何は、開ききったストリングの力学およびエントロピーにどのように影響するか？

主な発見

• 近傍地平線領域において有限エネルギーを持つ開ききったストリング状態の数は、地平線面積に指数関数的に比例する。
• そのような状態数の対数は、Bekenstein-Hawkingエントロピーの公式 S = A/4G を再現する。
• エントロピーは、地平線付近に局在化した開ききったストリングモードの degeneracy に起因する。
• この導出は、ストリング理論におけるブラックホールの熱力学的挙動と整合的である。
• この結果は、ブラックホールエントロピーがストリング微視状態の統計的起源を持つという考えを支持する。
• この解析は、地平線が量子理論における開ききったストリングの境界として機能するという考えと整合的である。