[논문 리뷰] Do Horizons Exist

Davood Allahbakhshi|arXiv (Cornell University)|2016. 07. 05.

Black Holes and Theoretical Physics참고 문헌 15인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 게이지 고정된 효과적 작용 형식을 사용하여, 점점 반-데시터 공간에서의 블랙 브레인에 대한 양자 보정을 조사한다. 일阶의 부피 에너지-모멘텀 텐서를 계산하고 영차수의 운동 방정식을 풀어 새로운 블랙 브레인 유사 해를 얻었지만, 물질 장의 양자 모드가 사건의 지평선을 제거함으로써 양자 중력 이론에서 블랙홀이 존재하지 않을 수 있음을 지지하는 호킹의 제안을 뒷받침한다.

ABSTRACT

Gravitational effective action is calculated to second order in transverse momentums for a planar asymptotically anti-de Sitter geometry by gauge fixing method. The first order bulk energy-momentum tensor is calculated. The zeroth order equations of motion are solved and a new black brane-like solution is found. We show that once the contribution of matter quantum modes is taken into account, the horizon of the black brane disappears. This is also correct for BTZ black hole. Our result strengthens the black hole non-existence proposal by Hawking.

연구 동기 및 목표

• 플레인 반-데시터 공간에서 블랙 브레인에 대한 양자 중력 효과를 게이지 고정된 효과적 작용 접근법을 사용하여 검토하기.
• 효과적 작용 형식에서 일계의 부피 에너지-모멘텀 텐서를 계산하기.
• 영차수의 운동 방정식을 풀어 새로운 블랙 브레인 유사 해를 유도하기.
• 물질의 양자 모드가 블랙 브레인 및 BTZ 블랙홀 기하학에서 지평선 존재에 미치는 영향 평가하기.
• 블랙홀의 지평선이 양자 효과로 인해 파괴되어 양자 중력 이론에서 블랙홀이 존재하지 않을 수 있다는 호킹의 제안을 검증하고 강화하기.

제안 방법

• 평판형 반-데시터 배경에서 횡방향 운동량에 대해 두 계수까지의 중력 효과적 작용 계산하기.
• 양자장 이론 프레임워크 내에서 디피오모르피즘 불변성을 다루기 위해 게이지 고정 절차 적용하기.
• 효과적 작용에서 일계의 부피 에너지-모멘텀 텐서 유도하기.
• 영차수의 운동 방정식을 풀어 새로운 블랙 브레인 유사 해를 얻기.
• 효과적 작용에 물질의 양자 모드 기여를 포함하여 지평선 구조에 미치는 영향 평가하기.
• 유도된 기하학을 분석하여 양자 보정을 포함했을 때 지평선이 유지되는지 여부 판단하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 효과적 작용에 물질의 양자 모드를 포함시키면 반-데시터 공간에서 블랙 브레인의 지평선이 사라지는가?
• RQ2 양자 보정은 플레인이고 점점 반-데시터 기하학에서 고전적 블랙 브레인 해를 어떻게 수정하는가?
• RQ3 양자 효과는 BTZ 블랙홀에서 고전적 지평선 개념을 어느 정도 무효화하는가?
• RQ4 게이지 고정된 효과적 작용 형식은 양자 중력에서 지평선 형성과 파괴를 일관적으로 기술할 수 있는가?
• RQ5 지평선의 붕괴는 양자 중력 이론에서 블랙홀이 존재하지 않는다는 호킹의 제안을 지지하는가?

주요 결과

• 효과적 작용 프레임워크에서 영차수의 운동 방정식을 풀어 새로운 블랙 브레인 유사 해를 도출하였다.
• 일계의 부피 에너지-모멘텀 텐서를 계산하였고, 기하학의 역학과 일관됨을 보였다.
• 물질 모드에서 유래한 양자 보정이 블랙 브레인 해에서 지평선을 제거하는 것으로 밝혀졌다.
• 지평선이 없는 행동은 BTZ 블랙홀의 경우에도 확인되었으며, 이는 평판형 브레인의 경우를 초월한 결과를 제공한다.
• 결과적으로, 양자 효과로 인한 지평선 파괴로 인해 블랙홀이 안정한 양자 물체로 존재하지 않을 수 있다는 호킹의 제안을 지지한다.
• 정확한 두 계수 효과적 작용 계산과 적절한 게이지 고정을 통해 결과가 도출되었으며, 이는 비존재 주장의 이론적 기반을 강화한다.