임계 블랙홀 문서 원본 보기

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'''임계 블랙홀'''(臨界 black hole, {{llang|en|extremal black hole}})은 주어진 전하 및 [[각운동량]]에 대하여 최소의 질량을 가지는 [[블랙홀]]이다. 이보다 더 질량이 작을 경우, [[사건 지평선]]이 사라지고, 블랙홀 대신 [[벌거숭이 특이점]]이 남게 된다. 이러한 벌거숭이 특이점은 보통 실재하지 않는다고 여겨진다 ([[우주 검열 가설]]).

== 정의 ==
블랙홀의 질량이 <math>M</math>, 전하가 <math>Q</math>, 각운동량이 <math>J</math>라고 하자. 그렇다면 ([[커-뉴먼 계량]]의 경우) 임계 블랙홀은 다음을 만족한다.
:<math>M^2=\frac{Q^2}{4\pi\epsilon_0G}+\left(\frac{Jc}{GM}\right)^2</math>
여기서 <math>G</math>는 [[중력 상수]], <math>c</math>는 [[빛의 속력]], <math>\epsilon_0</math>는 진공의 [[유전율]]이다.

== 성질 ==
일반적인 [[라이스너-노르드스트룀 계량]], [[커 계량]], 또는 [[커-뉴먼 계량]]은 두 개의 [[사건 지평선]]을 가진다. 임계 블랙홀의 경우, 이 두 사건 지평선이 서로 겹치게 된다.

대개, 임계 블랙홀은 [[초대칭]]적이다. 좀 더 정확히 말하면, 임계 블랙홀은 [[초대칭]] 이론에서 BPS 대상으로 나타난다. 예를 들어, 4차원 [[라이스너-노르드스트룀 계량]]은 4차원 <math>\mathcal N=2</math> [[초중력]]의 ½-BPS 해로 여길 수 있다.<ref>{{저널 인용|저널=Physical Review D|권=52|호=10|쪽=R5412–R5416|doi=10.1103/PhysRevD.52.R5412|bibcode=1995PhRvD..52.5412F|arxiv=hep-th/9508072
|제목=''N''=2 extremal black holes
|이름=Sergio|성=Ferrara
|공저자=Renata Kallosh, [[앤드루 스트로민저|Andrew Strominger]]|날짜=1995-11-15
|언어=en|issn=1550-7998
}}</ref> 여기서 "전자기장"은 <math>\mathcal N=2</math> 중력자 초다중항에 포함된 [[중력광자]]이다. (반면, 4차원 임계 [[커 계량]]은 초대칭적이지 않다.)

임계 블랙홀의 [[표면 중력]]은 0이고, 따라서 임계 블랙홀의 [[호킹 복사|호킹 온도]]는 [[절대 영도]]다. 그러나 임계 블랙홀은 유한한 크기의 [[사건 지평선]]을 가지므로, 임계 블랙홀은 양의 [[베켄슈타인-호킹 엔트로피]]를 가진다. [[초대칭]] 임계 블랙홀의 엔트로피는 [[끈 이론]]으로 직접 계산할 수 있다.<ref>{{저널 인용|url=http://www.kps.or.kr/storage/webzine_uploadfiles/1050_article.pdf|저널=물리학과 첨단기술|제목=블랙홀과 초끈 이론|저자=김원태|공저자=남순건, 현승준|날짜=2008-09|권=17|호=9|쪽=7–13|issn=1225-2336|확인날짜=2013-04-28|보존url=https://web.archive.org/web/20160305202454/http://www.kps.or.kr/storage/webzine_uploadfiles/1050_article.pdf|보존날짜=2016-03-05|url-status=dead}}</ref>

임계 [[라이스너-노르드스트룀 블랙홀]]은 매우 많은 양의 전하를 필요로 하므로, 우주에 실재하지는 않을 것이라고 예상한다. 다만, [[커 블랙홀]]의 경우, [[GRS 1915+105]]가 임계성에 가까운 커 블랙홀일 것이라고 추측된다.<ref>{{저널 인용|arxiv=astro-ph/0606076|제목=
The Spin of the Near-Extreme Kerr Black Hole GRS 1915+105|doi=10.1086/508457|bibcode=2006ApJ...652..518M|언어=en|issn=0004-637X|저널=The Astrophysical Journal|권=652|호=1|쪽=518–539|날짜=2006-11-20|이름=Jeffrey E.|성=McClintock|공저자=Rebecca Shafee, Ramesh Narayan, Ronald A. Remillard, Shane W. Davis, Li-Xin Li}}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[블랙홀 정보 역설]]
* [[블랙홀 열역학]]
* [[양자 중력]]
== 각주 ==
{{각주}}

{{블랙홀}}

[[분류:블랙홀]]