Complementaritatea găurilor negre

Complementaritatea găurilor negre  este o ipoteză care permite rezolvarea paradoxului informațional al găurilor negre , propus de fizicienii teoreticieni americani Leonard Susskind , Larus Thorlasius [1] și olandezul Gerard t'Hooft .

Esența problemei

Aplicarea teoriei cuantice la o gaură neagră este că gaura neagră se evaporă treptat din cauza radiației Hawking . Dacă luăm în considerare căderea liberă a unui corp într-o gaură neagră, masa acestuia ca urmare a acesteia va crește cu masa corpului. Evaporarea unei găuri negre va însemna că va veni un moment în care masa acesteia va scădea la valoarea inițială (înainte de a arunca un corp în ea). Astfel, se dovedește că gaura neagră a transformat corpul original într-un flux de diferite radiații, fără a se schimba (pentru că a revenit la masa sa inițială). Radiația emisă este complet independentă de natura corpului care a căzut în ea. Adică, gaura neagră a distrus informațiile care au căzut în ea . Dar dacă luăm în considerare același lucru pentru căderea și evaporarea ulterioară a unui sistem cuantic care este într-o stare pură, atunci - deoarece gaura neagră în sine nu s-a schimbat - obținem transformarea stării pure inițiale într-o stare „termică” ( mixtă ). ) stat. O astfel de transformare este neunitară și toată mecanica cuantică se bazează pe transformări unitare . Astfel, există o contradicție cu postulatele originale ale mecanicii cuantice , numită paradoxul informației .

Soluție la paradoxul informației

Conform principiului complementarității (complementarității) mecanicii cuantice, pentru o descriere completă a fenomenelor mecanice cuantice, este necesar să se utilizeze două seturi de concepte clasice care se exclud reciproc ("suplimentare"), a căror totalitate oferă informații cuprinzătoare despre aceste fenomene. ca integrale. De exemplu, în mecanica cuantică, modelele spațiu-timp și energie-impuls sunt suplimentare.

L. Susskind, urmând acest principiu, a propus o soluție radicală a paradoxului informațional, presupunând că există două procese în găurile negre care se completează în sensul mecanicii cuantice [2] .

Conform ipotezei Susskind, informațiile se reflectă pe orizontul evenimentelor și trec prin orizontul evenimentelor, în timp ce un observator nu poate observa ambele procese în același timp. Pentru un observator din exterior, dilatarea infinită a timpului la orizontul evenimentelor face ca un obiect să ia o perioadă infinită de timp pentru a ajunge la orizont. Susskind a introdus și conceptul de „ orizont întins ”, care este o membrană situată la o distanță de ordinul lungimii Planck de orizontul evenimentelor. Pentru un observator din exterior, informațiile incidente încălzesc orizontul întins, care apoi îl reradiază ca radiație Hawking , rămânând în același timp un obiect solid. În același timp, din partea observatorului în cădere, nimic special nu se întâmplă la orizontul evenimentelor, iar observatorul însuși și informația cad într-o singularitate. Acest lucru nu înseamnă că există două „copii” de informații – una în imediata apropiere a orizontului evenimentelor, iar cealaltă – în interiorul găurii negre. Un observator poate detecta informații chiar la orizontul evenimentului sau în interiorul unei găuri negre, dar nu ambele în același timp.

Vezi și

Note

  1. ↑ Susskind; Thorlacius & Uglum (1993), Orizontul întins și complementaritatea găurii negre, arΧiv : hep-th/9306069 [hep-th]. 
  2. ↑ Susskind, Leonard ; Lindesay, James O introducere în găurile negre, informații și revoluția teoriei corzilor: universul holografic  (engleză) . - World Scientific Publishing Company , 2004. - ISBN 978-981-256-083-4 .