Виртуальная чёрная дыра

Виртуальная чёрная дыра — гипотетический объект квантовой гравитации: чёрная дыра, возникшая в результате квантовой флуктуации пространства-времени. Является одним из примеров так называемой квантовой пены и гравитационным аналогом виртуальных электрон-позитронных пар в квантовой электродинамике.

Появление виртуальных чёрных дыр на планковском масштабе является следствием соотношений неопределённостей

$\mathrm{\Delta }{R}_{\mu }\mathrm{\Delta }{x}_{\mu }\ge {\ell }_P^2=\frac{\hslash G}{c^3}$

где $R_{\mu }$ — компонента радиуса кривизны малой области пространства-времени; $x_{\mu }$ — координата малой области; ${\ell }_P$ — планковская длина; $\hslash$ — постоянная Дирака; $G$ — гравитационная постоянная Ньютона; $c$ — скорость света. Указанные соотношения неопределённостей являются другой формой соотношений неопределённостей Гейзенберга применительно к планковскому масштабу. Шаблон:Hider

По оценкам физиков-теоретиков, виртуальные чёрные дыры должны иметь массу порядка массы Планка (2,176·10⁻⁸ кг), время жизни порядка Планковского времени (5,39·10⁻⁴⁴ секунды), и образовываться с плотностью порядка одного экземпляра на объём Планка. При этом, если виртуальные чёрные дыры существуют, они могут запускать механизм распада протона. Поскольку масса чёрной дыры сначала увеличивается благодаря падению массы на чёрную дыру, а затем уменьшается из-за излучения Хокинга, то испускаемые элементарные частицы, в общем случае, не идентичны тем, которые падают в чёрную дыру. Таким образом, если в виртуальную чёрную дыру попадают два кварка, составляющие протон, то возможно появление антикварка и лептона, что нарушает закон сохранения барионного числа.

Существование виртуальных чёрных дыр усугубляет исчезновение информации в чёрной дыре, так как любой физический процесс потенциально может быть нарушен в результате взаимодействия с виртуальной чёрной дырой.

Образование вакуума, состоящего из виртуальных планковских чёрных дыр (квантовой пены), энергетически наиболее выгодно в трёхмерном пространстве, что, возможно, предопределило 4-мерность наблюдаемого пространства-времени.