[論文レビュー] Hadrons As Kerr-Newman Black Holes

Robert L. Oldershaw|arXiv (Cornell University)|Dec 30, 2006

Relativity and Gravitational Theory参考文献 18被引用数 16

ひとこと要約

本稿では、再スケーリングされた単位と修正された重力結合定数を用いた見直しによる「強い重力」フレームワークのもとで、バリオン、特に陽子がKerr-Newmanブラックホールとしてモデル化可能であると提唱する。このモデルは陽子の質量と半径を高い精度で後向きに予測し、量子化されたKerr解を用いてバリオン質量スペクトルを説明しており、27個の粒子質量を98.4％の平均精度で予測している。

ABSTRACT

The scale invariance of the source-free Einstein field equations suggests that one might be able to model hadrons as "strong gravity" black holes, if one uses an appropriate rescaling of units or a revised gravitational coupling factor. The inner consistency of this hypothesis is tested by retrodicting a close approximation to the mass of the proton from an equation that relates the angular momentum and mass of a Kerr black hole. More accurate mass and radius values for the proton are then retrodicted using the geometrodynamics form of the full Kerr-Newman solution of the Einstein-Maxwell equations. The radius of an alpha particle is calculated as an additional retrodictive test. In a third retrodictive test of the "strong gravity" hypothesis, the subatomic particle mass spectrum in the 100 MeV to 7,000 MeV range is retrodicted to a first approximation using the Kerr solution of General Relativity. The particle masses appear to form a restricted set of quantized values of the Kerr solution: n^1/2 M, where values of n are a set of discrete integers and M is the revised Planck mass. The accuracy of the 27 retrodicted masses averages 98.4%. Finally, the new atomic scale gravitational coupling constant suggests a radical revision of the assumptions governing the Planck scale, and leads to a natural explanation for the fine structure constant.

研究の動機と目的

• スケール不変性と再スケーリングされた重力フレームワークの下で、バリオンがKerr-Newmanブラックホールとしてモデル化可能かどうかを検討すること。
• Einstein-Maxwell方程式のKerr-Newman解を用いて、陽子の質量と半径を後向きに予測することで、この仮説の整合性を検証すること。
• Kerr計量の量子化された解を用いて、100–7,000 MeVの範囲における観測されたバリオン質量スペクトルを説明すること。
• 素粒子スケールにおける新しい重力結合定数を導出し、それが微細構造定数とどのように関係するかを明らかにすること。
• 一般相対性理論と電磁気学を統合した幾何学的説明を通じて、基本的粒子の性質を統一的に説明すること。

提案手法

• スケール不変性を有する源なしのEinstein場方程式を用い、バリオンを「強い重力」ブラックホールとしてモデル化する。
• Einstein-Maxwell方程式のKerr-Newman解を適用し、角運動量と電荷を用いて、再スケーリングされた重力フレームワークのもとで陽子の質量と半径を後向きに予測する。
• マクロなブラックホール物理学と素粒子スケールを整合させるために、再検討されたプランク質量と新しい重力結合定数を導入する。
• 整数の集合nと再検討されたプランク質量Mを用い、形n^(1/2)Mの量子化されたKerr解を適用して離散的なバリオン質量を予測する。
• モデルの整合性を確認するため、アルファ粒子の半径を後向きに予測する。
• 100–7,000 MeVの範囲で予測された質量と実験値を比較し、精度を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 再スケーリングされた重力フレームワークのもとで、Kerr-Newmanブラックホール解を用いて陽子の質量と半径を高精度で後向きに予測できるか？
• RQ2 100–7,000 MeVの範囲におけるバリオン質量スペクトルが、再検討されたプランク質量を用いたKerr計量の量子化された解から生じるか？
• RQ3 素粒子スケールにおける新しい重力結合定数を導出可能であり、それが自然に微細構造定数を説明できるか？
• RQ4 Einstein場方程式のスケール不変性が、強い重力と素粒子物理学の統一を支えるのに十分か？
• RQ5 Kerr-Newmanブラックホールの幾何的性質が、観測されたバリオン的性質を高い精度ですでに再現できるか？

主な発見

• Kerr-Newman解を用いた高精度な陽子質量の後向き予測は、バリオンがKerr-Newmanブラックホールである可能性を支持する。
• 陽子の半径は一貫性の確認として成功裏に計算され、モデルの幾何学的アプローチをさらに裏付けた。
• 同じフレームワークを用いてアルファ粒子の半径が計算され、モデルの追加の後向き予測的テストが達成された。
• 量子化されたKerr解の形n^(1/2)Mを用いて、100から7,000 MeVの範囲におけるバリオン質量スペクトルが98.4％の平均精度で後向きに予測された。
• モデルは再検討されたプランク質量と素粒子スケールにおける新しい重力結合定数を示唆しており、これが自然に微細構造定数を説明している。
• 結果から、観測されたバリオン質量がKerr解から導かれる制限された量子化された値の集合であることが示され、粒子構造に深い幾何的制約がある可能性を示唆している。