Ist das Paradoxon des Informationsverlusts des Schwarzen Lochs beigelegt?

Es ist eine Ansichtssache, die weitgehend davon abhängt, was Sie unter erledigt verstehen:

1. Geht Information verloren oder ist Evolution einheitlich? Es gibt Argumente auf der Grundlage von AdS/CFT, die es fast sicher machen, dass die Entwicklung eines Systems von der Materie vor dem Zusammenbruch zur Strahlung nach dem Zusammenbruch einheitlich ist. Dies liegt daran, dass es eine duale Beschreibung gibt – eine äquivalente Beschreibung des Systems unter Verwendung verschiedener Variablen – bei der die einheitliche Evolution automatisch erfolgt. Wenn dies für Schwarze Löcher in AdS gilt, ist es kaum zu glauben, dass es bei Schwarzen Löchern im flachen Raum irgendwie anders ist, die ihren AdS-Cousins ​​in jeder Hinsicht so nahe sind, wie wir es uns wünschen. Darauf basierend sind die meisten Menschen, die ich kenne, davon überzeugt, was die richtige Antwort ist.

2. Wie wird die Information aufbewahrt, was ist der Mechanismus für die einheitliche Evolution? Was ist insbesondere falsch an Hawkings ursprünglichen Argumenten für den Informationsverlust? Ich denke, es ist fair zu sagen, dass wir die Antwort nicht kennen, zumindest wissen wir nicht, wie wir die Antwort in der ursprünglichen, gravitativen Sprache formulieren sollen. Ich denke, es gibt viel zu lernen, wenn man diese Antwort so explizit wie möglich formuliert, auch wenn wir sie nicht bestreiten.

3. Waren als Teil davon die Argumente, die Hawking auf der Grundlage von Maldacenas oberflächlich ähnlichen Argumenten vorbrachte, überzeugend? Viele Leute sind skeptisch, mich eingeschlossen. Es gibt einige technische und konzeptionelle Annahmen, die in dieser vorgeschlagenen Lösung nicht ganz richtig zu sein scheinen.

Die Susskind-Komplementarität hat das Problem weder gelöst noch gelöst. Susskind (erstes Papier, das Firewalls für richtig hielt) und Harlow (mit einer Lücke) zogen ihre Papiere zurück. (später Susskind, postete einen Änderungsvorschlag, aber nicht schlüssig)

Schwarze Löcher: Komplementarität oder Firewalls?

Polchinsk, et al.

„Wir argumentieren, dass die folgenden drei Aussagen nicht alle wahr sein können: (i) Hawking-Strahlung befindet sich in einem reinen Zustand, (ii) die von der Strahlung getragenen Informationen werden von der Region in der Nähe des Horizonts emittiert, wobei die Theorie des Niedrigenergie-Eektivfelds darüber hinaus gültig ist etwas mikroskopisch vom Horizont entfernt, und (iii) der einfallende Beobachter trifft am Horizont auf nichts Ungewöhnliches. Die vielleicht konservativste Lösung ist, dass der einfallende Beobachter am Horizont verglüht. Alternativen würden anscheinend neuartige Dynamiken erfordern, die dennoch bemerkenswerte Verletzungen von verursachen halbklassische Physik in makroskopischen Entfernungen vom Horizont."

... Es wird allgemein angenommen, dass ein externer Beobachter diese von komplizierten Dynamiken ausgesendeten Informationen am oder sehr nahe am Horizont sieht, während ein Beobachter, der durch den Horizont fällt, dort nichts Besonderes findet. Diese drei Eigenschaften | Reinheit der Hawking-Strahlung, Emission der Informationen vom Horizont und das Fehlen von Dramatik für den einfallenden Beobachter | wurden insbesondere in die Axiome der Komplementarität von Schwarzen Löchern (BHC) aufgenommen ...

... Es wäre eine Inkonsistenz, wenn man einen großen Hilbert-Raum betrachten würde, der beide Beobachter gleichzeitig beschreibt. Ein solcher Hilbert-Raum erscheint, wenn die Quantengravitation als effektive Feldtheorie behandelt wird, aber er kann nicht Teil der korrekten Theorie der Quantengravitation sein, wenn BHC gilt ...

...dass es die natürlich produzierten Hawking-Paare verwendet, anstatt zusätzliche verschränkte eingehende Bits einzuführen. Dies führt uns zu einer ziemlich anderen Schlussfolgerung, dass die Thermalisierungszeit uns nicht vor einer Inkonsistenz von BHC schützt ....

Dann werfen Sie den zweiten (Information geht verloren, nicht einheitliche Evolution) oder den dritten Satz (kein Drama trifft den Beobachter), in jedem Fall ist Komplementarität nicht genug.

Ich würde erwarten, dass die Lösung dieses Dilemmas keinerlei Bezug zu AdS/CFT hat, da es spezifisch für Anti-de-Sitter-Räume ist, was es für unser Universum irrelevant macht (es sei denn, jemand beweist eine analoge Version für de-Sitter-Räume, was unwahrscheinlich erscheint).

Ich denke, der Schlüssel zur Lösung dieses Dilemmas ist die falsche Annahme, dass die Quantenevolution überall und für alle Beobachter einheitlich ist .

Um zu erklären, warum die obige Annahme falsch ist, nehmen Sie zum Beispiel den Prozess der Messung von Quantenobservablen. Unabhängig von der philosophischen Messlehre, der man sich anschließt, ist Tatsache, dass ein Teil der Informationen des gemessenen Zustands für die Partei, die Informationen aus der Messung erhalten hat, für immer verloren ist. Ja, wenn Beobachter Messungen an Quantensystemen durchführen, ist die globale Überlagerung des Systems Beobachter-System immer noch "irgendwo" vorhanden und entwickelt sich unter perfekter einheitlicher Evolution. Einige der dem Beobachter zugänglichen Informationen aus dem gemessenen System gehen jedoch durch den scheinbaren Zusammenbruch für immer verloren, auch im Prinzip. In diesem Fall sollte also klar sein, dass selbst wenn die Evolution für externe Beobachter einheitlich ist,wird Verstöße gegen die Einheitlichkeit beobachten.

Einheitlichkeit ist also eindeutig keine absolute Eigenschaft einer Systementwicklung, sondern hängt von dem "Rahmen" ab, in dem sie beobachtet wird, und davon, wie das System mit dem Beobachtungsrahmen gekoppelt ist.

Lassen Sie uns spekulieren, wie wir das Obige im Szenario des Informationsparadoxons des Schwarzen Lochs anwenden können: Ein Beobachter außerhalb des Schwarzen Lochs sendet Informationen in das Innere des Schwarzen Lochs, wenn die Informationen den Ereignishorizont überschreiten, sind die Informationen für ihn für immer verloren.

Beobachter innerhalb des Ereignishorizonts sehen jedoch immer noch, dass sich das gesamte System unter einer einheitlichen Evolution verhält; Die innerhalb des Ereignishorizonts gesendeten Informationen sind für sie immer noch erreichbar. Insbesondere alle Verschränkungskorrelationen zwischen Zuständen innerhalb und außerhalb des Horizonts bleiben aus ihrer Sicht natürlich erhalten, solange die Messgeräte weiterhin Daten innerhalb des Horizonts senden, damit diese Beobachter die Korrelationen messen können.

Das Problem entsteht, weil einige Leute naiv erwarten, dass die einheitliche Quantenevolution eine absolute Eigenschaft ist, der alle Beobachter zustimmen, aber Quantenmessungen sind ein klares Beispiel dafür, dass dies im Allgemeinen nicht zutrifft.