Когда я впервые услышал об информационном парадоксе черной дыры , я подумал, что в нем нет смысла. В то время статьи об этом были написаны в течение многих лет, и они продолжают поступать. Теперь, когда пресса пронюхала о последнем заявлении Хокинга, я подумал, что должен спросить об этом:
Информационный парадокс основан на гипотезе об отсутствии волос . Однако все его доказательства, которые я знаю, основаны на том факте, что в итоге мы получаем стационарную черную дыру. Итак, как только мы вводим излучение Хокинга, теорема испаряется вместе со своим предметом.
По сути, нам интересно, почему теорема, которую мы доказали для стационарного случая, не верна для нестационарного случая. Это не кажется мне удивительным, но я мог упустить что-то очевидное.
В связи с этим я всегда находил теорему об отсутствии волос несколько подозрительной, потому что она означает, что после образования черной дыры мы получаем результат, более сильный, чем закон Гаусса, тогда как до образования черной дыры обобщения закона Гаусса на релятивистская гравитация (опять же, насколько мне известно) обычно слабее.
Чтобы проиллюстрировать аргумент с другой точки зрения, позвольте мне описать парадокс термодинамической информации:
Во-первых, давайте начнем с теоремы об отсутствии волос, которая утверждает, что изолированные системы будут стремиться к стационарному состоянию равновесия, однозначно описываемому всего несколькими параметрами.
Двигаясь вперед, вместо того, чтобы рассматривать полностью изолированные системы, мы теперь допускаем взаимодействие через поглощение и испускание излучения.
Предположение состоит в том, что, поскольку в системе нет волос, независимо от приходящего излучения, уходящее излучение будет подчиняться полностью вероятностным тепловым законам.
Предположим также, что мы собираемся достичь после того, как вся энергия была излучена.
Насколько я могу судить, это довольно близкая аналогия с парадоксом черной дыры и имеет простое решение: состояния физического равновесия флуктуируют и, таким образом, имеют волоски. На самом деле одно только тепловое излучение нарушит равновесие, и простое предположение, что это не так, приводит к чепухе.
Я как бы в вашей лодке. Излучение Хокинга нарушает почти все энергетические условия, и сложенный набор видимых горизонтов является двусторонним трансверсивным, когда их площадь со временем уменьшается. Я не вижу причин, по которым должны применяться типичные предположения, такие как космическая цензура. И если космическая цензура исчезла, а черная дыра двусторонне трансверсальна, то почему проблема в том, что степени свободы живут внутри черной дыры?
Я задавал этот вопрос профессорам на конференциях и никогда не получал удовлетворительных ответов.
Я в основном согласен с вашим анализом. Обычно я перефразирую информационный парадокс следующим образом: «покажите мне решение уравнения гравитации (Эйнштейна или выше), которое согласуется с унитарностью и физическими свойствами черной дыры». Под атрибутами я подразумеваю то, что издалека он кажется черным, характеризуется асимптотическими зарядами (Масса, Электромагнитные заряды, Угловой момент) и имеет правильный диапазон Масс и других астрофизических характеристик. Мы знаем, что обычные гравитационные решения плохо описывают реальный «физический» объект, похожий на черную дыру, но мы не знаем, что вместо этого принять во внимание.
В классической картине черной дыры горизонт — это свободная от информации область. Именно поэтому невозможно получить информацию о том, что находится внутри. Теперь решающим моментом является то, что если вы попытаетесь сделать небольшое возмущение решения известной черной дыры или создать небольшую структуру на горизонте, вы не сможете решить проблему. В основном каждое возмущение либо уходит за горизонт, либо излучается. Единственный способ сохранить что-то на горизонте без радикальных изменений — это иметь что-то безмассовое, см. предложение Хокинга-Перри-Стромингера о мягком гравитоне, хотя это последнее предложение имеет много неясных моментов и все еще не решает проблему центральной сингулярности. .
Оказывается, для решения задачи нужно изменение порядка 1 на горизонте таким образом, чтобы иметь структуру и, следовательно, без потери информации. Предложение пушистого комка решает все эти проблемы в теории струн, явным образом давая вам несингулярное решение, состоящее из пересекающихся D-бран, которое имеет структуру даже на горизонте, в котором излучение Хокинга есть не что иное, как излучение замкнутой струны. Издалека почти невозможно отличить черную дыру от пушистого комка, но вблизи горизонта разница порядка 1. Для полноты картины текущая проблема с этим предложением заключается в том, что мы можем работать только в условиях супергравитации, в то время как на самом деле нам понадобится полная теория струн, которая сейчас не под контролем.
Другие подходы (гипотеза ER=ЭПР) постулируют нелокальные взаимодействия между внутренним и внешним и подпадают под более широкие рамки взгляда на гравитацию как на возникающее явление из чего-то более фундаментального, возможно, запутанности в какой-то квантовой теории.
В любом случае оказывается, что решение «парадокса» потребует сильного отхода от классической картины черной дыры. Вот почему это называется (немного ошибочно) информационным парадоксом.
Литература по этому вопросу огромна, я могу предложить Mathur (2009) в качестве введения.
МБН
Кристоф
Конечно
тпаркер