Die keine HaareTheorem besagt, dass Schwarze Löcher schnell zu einem Zustand konvergieren, der nur durch ihre Masse, ihren Spin und ihre Ladung vollständig beschrieben wird. Die Thermodynamik von Schwarzen Löchern besagt, dass die Entropie von Schwarzen Löchern proportional zur Oberfläche des Ereignishorizonts ist. Wie ich es in informationstheoretischen Begriffen verstehe, beträgt die Entropie des Schwarzen Lochs 1 Bit pro Planck-Flächeneinheit, was dann die Menge an Informationen sein sollte, die erforderlich ist, um ein Schwarzes Loch vollständig zu beschreiben. Diese beiden Aussagen scheinen unvereinbar zu sein. Es scheint, dass die Thermodynamik besagt, dass, wenn wir die makroskopischen No-Hair-Parameter fixieren, immer noch alle Oberflächenbits fixiert werden müssen. Gibt es hier einen echten Konflikt oder ist das irgendwie illusorisch? Ist es ein Quanten vs. klassisches Problem? Zählt die entropische Information in gewissem Sinne nicht? Wenn nicht, warum, können 2 schwarze Schwartzschild-Löcher gleicher Masse durch ihre "im schwarzen loch? Oder ist diese scheinbare Diskrepanz Teil des Informationsparadoxons des Schwarzen Lochs?
Hier gibt es eine sehr ähnliche Frage mit einer detaillierten Antwort , aber ich glaube, ich frage tatsächlich etwas anderes. Die Frage und die hervorragende Antwort dort konzentrieren sich auf die Objekte, die in ein Schwarzes Loch fallen. Ich interessiere mich mehr dafür, wie man über die Gesamtinformation in einem stationären Schwarzen Loch und den aktuellen Status des No-Hair-Theorems in Bezug auf die Entropie des Schwarzen Lochs und das Informationsparadoxon nachdenkt.
Zunächst einmal ist dies eine sehr gute Frage. Klassische Schwarze Löcher haben keine Haare und werden daher durch eine Handvoll Ladungen (Masse, Drehimpuls usw.) spezifiziert. Quantenmechanisch wirken sie wie thermodynamische Systeme. Sie haben eine Temperatur und eine große Entropie, und tatsächlich haben alle Gesetze der Thermodynamik Analoga zu Schwarzen Löchern.
Um die offensichtliche Spannung zwischen Schwarzen Löchern zu erklären, die anscheinend sehr wenig und auch sehr viele Informationen speichern, betrachten wir ein weniger exotisches System – ein Flüssigkeitsvolumen. Das Fluid wird durch Zustandsgrößen wie Druck, Temperatur, Volumen usw. spezifiziert. Das eigentliche System besteht natürlich aus einem Haufen schwingender und kollidierender Teilchen, aber die thermodynamischen Eigenschaften werden nur durch wenige Parameter beschrieben. Ein gegebener Mikrozustand in einem thermodynamischen Ensemble entspricht allen konstituierenden Teilchen mit definierten Positionen und Geschwindigkeiten.
Die Entropie von Schwarzen Löchern sollte auf die gleiche Weise betrachtet werden. Der Mikrozustand eines Schwarzen Lochs ist schwieriger zu identifizieren und war in den letzten Jahrzehnten die Quelle einer enormen Menge an Arbeit. Die moderne Ansicht ist jedoch, dass Schwarze Löcher quantenmechanische Systeme sind, die aus Freiheitsgraden bestehen, die mit dem Horizontbereich skalieren. Für ein gegebenes Ensemble (spezifiziert durch Temperatur, Druck usw.) gibt es Mikrozustände.
Diese Ansicht erhielt fantastische Unterstützung in der Arbeit von Vafa und Strominger http://arxiv.org/abs/hep-th/9601029 , die in der Lage waren, die Mikrozustände von Schwarzen Löchern in der Stringtheorie zu identifizieren, und darüber hinaus zeigen konnten, dass die Zählen funktionierte - dass die Entropie von Schwarzen Löchern tatsächlich mit der Fläche (und nicht mit dem Volumen) skaliert. Dieses Ergebnis trug auch dazu bei, viele Theoretiker davon zu überzeugen, dass die Stringtheorie eine starke Kandidat-Theorie für alles ist.
Außerdem gibt es viele moderne Arbeiten zu den Mikrozuständen. Der Name dieser Arbeit lautet "Fuzzball-Programm", wenn Sie daran interessiert sind, mehr darüber zu erfahren.
Ján Lalinský
Chirurgischer Kommandant