Что предсказывает теория струн для сингулярности внутри черной дыры?

Согласно предложению пушистого комка в теории струн, черные дыры на самом деле являются безлимитными и регулярными решениями. Для некоторых систем в пяти измерениях, состоящих из связанных состояний пересекающихся бран, это уже доказано непосредственно в супергравитации: существуют решения без горизонтов и сингулярностей, с такими же асимптотическими зарядами (массой, угловым моментом, электромагнитным зарядом) черной дыры. и с поведением, которое имитирует то, что вы ожидаете от черной дыры (например, если вы рассеете квант внутри этой геометрии, ему потребуется очень много времени, чтобы выбраться наружу). Эти черные дыры представляют собой своего рода вырожденное состояние материи, но на самом деле у них нет «внутренностей»: космическая шапка отрывается у предполагаемого горизонта вместо того, чтобы заканчиваться сингулярностью. Очень сильным следствием является то, что физика квантовой гравитации актуальна даже в предполагаемом масштабе горизонта. Информационного парадокса не возникает, так как нет горизонтов. Сингулярность заменяется гладкой (но глубокой) шапкой, а форма шапки различает разные микросостояния. В основном вас спасает растянутая природа струны и тот факт, что она колеблется в некомпактном пространстве.

Динамика этих объектов еще плохо изучена, и некоторые люди (в том числе и я) работают над поиском регулярных решений в четырех измерениях. Некоторые решения с асимптотикой AdS уже найдены.

Эта идея вписывается в более широкую картину представления о гравитации как о возникающем явлении. В частности, сингулярная черная дыра — это грубое и усредненное описание лежащих в основе микросостояний, в котором вы прослеживаете (вы игнорируете) каждую деталь внутри предполагаемого горизонта. Действительно, только приблизившись к одному из этих объектов, можно найти отличие этой картинки от наивной.

Наиболее общая и квантовая черная дыра, вероятно, потребует полного понимания непертурбативной картины теории струн. Но все же, если мы найдем пушистые клубки в четырех измерениях, это как минимум решит информационный парадокс и опишет некоторые возможные состояния черной дыры.

В лучшем случае все довольно спекулятивно. Камрун Вафа предположил, что в черных дырах есть конденсаты тахионов . В некотором смысле вы можете понять это без особых сложностей. Метрика Шварцшильда имеет физическую особенность, которая представляет собой пространственную поверхность. Конформная диаграмма Пенроуза для метрики Шварцшильда иллюстрирует это.

Бозонная струна имеет два состояния тахионного вакуума. Тогда правдоподобно думать о сингулярности как о конденсате этих состояний, подобно конденсату для поля Хиггса. Если гипотеза космической цензуры приносит плоды, то она также предполагает, что странные вещи, такие как тахион, не вносят вклад, по крайней мере, непосредственно, распространяя причинный сигнал, в физику внешнего мира.

Во многом, однако, это не очень хорошо известно. С голографией у нас есть теоретическое представление о том, что растянутый горизонт черной дыры — это множество струн. На самом деле, если бы струны соединились, растянутый горизонт можно было бы рассматривать как одну большую струну. Непонятно, как сингулярность играет в этом роль. С ER Сасскинда = EPR у нас есть гипотеза, что два времениподобных пятна, ограниченные$r~=~2GM$горизонты - это области, в которых есть запутанные черные дыры. Таким образом, квантовая теорема моногамии не блокирует голографию. Запутанность черной дыры с ее излучением Хокинга, двудольная запутанность, не требует и запутанности с внутренностью в качестве дополнения. Между типами запутывания нет унитарного преобразования. Запутанность с внутренней частью — это запутанность через червоточины с этими другими областями. Как сингулярность влияет на это, не очень хорошо известно. Если есть тахионы, мы могли бы задаться вопросом, как они сыграли бы в этом роль.