Schrödingers Katzenexperiment in einem Schwarzen Loch

Stellen Sie sich vor, Alice fällt mit einem Schrödinger-Katzen-Experimentaufbau in ein Schwarzes Loch. Nachdem sie den Ereignishorizont in Richtung der Singularität passiert hat, führt sie eine Beobachtung durch, um zu sehen, ob die Katze tot oder lebendig ist. Bob schwebt knapp über dem Ereignishorizont des Schwarzen Lochs. Wird er jemals erfahren, was das Ergebnis der Beobachtung von Alice war? gingen diese Informationen verloren? Wenn dies der Fall ist, widerspricht es dem grundlegenden quantenphysikalischen Informationserhaltungssatz und dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, wonach die Entropie immer zunehmen sollte.

In Bobs Welt überschreitet Alice nie den Horizont, sodass keine Informationen verloren gehen.

Antworten (2)

Die überwiegende Mehrheit der physikalischen Interpretationen besagt, dass die Ergebnisse von Experimenten, die räumlich verteilte verschränkte Zustände kollabieren, keine Informationen übermitteln und nur durch Zusammenführen der beiden Ergebnisse und Beobachtung der Korrelationen in irgendeiner Weise ausgewertet werden können. Alice und Bob in Ihrem Experiment tauschen daher keine Informationen aus, und es gibt keinen Widerspruch zur klassischen Allgemeinen Relativitätstheorie.

Informationen können Bob von Alice nicht erreichen. Ihre Informationen über die Katze sind für ihn genauso verloren wie sie.

Informationen werden nicht zerstört, nur weil sie für Bob nicht mehr verfügbar sind.

Informationen über Alice und das Katzenexperiment bleiben bestehen und tragen zur Entropie des Schwarzen Lochs bei, die proportional zur Größe seines Ereignishorizonts ist.

Letztendlich wird das Schwarze Loch verdampfen. Die darin enthaltenen Informationen werden in Hawking-Strahlung umgewandelt und zurück in den Zuständigkeitsbereich von Bobs Nachkommen gebracht. Leider werden die Informationen, die Alice und die Katze definieren, so verändert, dass sie nicht mehr erkennbar sind.

(Ich spiele hier ein wenig schnell und locker mit Korrespondenzen zwischen Masse-Energie, Information und Entropie; nicht alle Physiker sind sich einig, dass es so einfach ist, aber es macht meine Antwort viel weniger wie eine dreistündige Vorlesung.)

Da das Ergebnis des Alice-Katzen-Experiments nach dem Passieren des Ereignishorizonts bekannt war, kann es nicht Teil der auf der Oberfläche des Ereignishorizonts codierten Informationen sein und kann nicht durch Hawking-Strahlung an der äußeren Oberfläche zurückgesendet werden. Aus diesem Grund scheint diese Information verloren zu gehen, wenn man davon ausgeht, dass das Schwarze Loch eines Tages vollständig in den Weltraum verdampft
@EranSinbar Sie missverstehen die Natur der Hawking-Strahlung; Mit der Zeit verdunstet das gesamte Schwarze Loch, alles darin. Sie missverstehen auch den Unterschied zwischen dem Verlust und der Umwandlung von Informationen; In dem Sinne, in dem Sie es verwenden, "verliert" eine Transformation bestimmte Fakten, schafft aber an ihrer Stelle neue. Die Nettosumme wird nicht verringert, was Physiker mit "Verlust" von Informationen meinen.
Nach meinem besten Verständnis wusste Alice, ob ihre Katze tot oder lebendig war, bevor sie die Singularität erreichten. Aber selbst nachdem das gesamte Schwarze Loch durch Hawking-Strahlung verdampft ist, sind diese Informationen für immer verloren und wir können nicht einmal theoretisch rekonstruieren, was sie wusste, als sie auf die Singularität fiel. Dies ist nach meinem Verständnis ein Informationsverlust.
@EranSinbar Ich bin sicher, es ist Ihr Verständnis. Was Physiker es nennen, ist "Transformation".
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