Schwarze Löcher sind ausgezeichnete Scrambler, aber können sie Punkte in der Landschaft der Stringtheorie verwürfeln?

Betrachten Sie die übliche Ableitung der Hawking-Strahlung unter Verwendung der Quantenfeldtheorie (QFT) in der Raumzeit eines kollabierenden Sterns. Zu späten Zeiten, lange nachdem sich der Ereignishorizont gebildet hat, ist die Hawking-Strahlung unabhängig von den Einzelheiten des Zusammenbruchs, der den Ereignishorizont gebildet hat. Diese Unabhängigkeit führt bekanntermaßen zum Informationsverlust-Paradoxon. Es kommt aber immer noch darauf an, welchen QFT wir verwenden. Wenn wir zum Beispiel einen QFT verwenden, der keine Spin- 1 Teilchen in der flachen Raumzeit, dann enthält die Hawking-Strahlung keine Spin- 1 Teilchen auch nicht.

Gemäß dem Landschaftskonzept hat die Stringtheorie viele verschiedene „Vakua“ – viele verschiedene mögliche Niedrigenergie-Effektivtheorien. Da der Teilchengehalt der Hawking-Strahlung unter Verwendung der niederenergetischen effektiven QFT abgeleitet werden kann, muss es auch davon abhängen, welchen Punkt wir in der Stringtheorie-Landschaft wählen, wenn Hawking-Strahlung unter Verwendung der Stringtheorie abgeleitet wird.

Ist das richtig? Ich bin kein Experte für Stringtheorie, aber ich hatte den Eindruck, dass schwarze Löcher in der Stringtheorie hervorragende Scrambler sind, die alles nehmen und bis zur praktischen Erkennung verwürfeln (auch wenn die Informationen im Prinzip immer noch wiederherstellbar sind). Aber das vorhergehende Argument scheint zu sagen, dass die Verschlüsselungsfähigkeiten eines Schwarzen Lochs begrenzt sind: Sie können nicht verschiedene Punkte in der Landschaft miteinander verschlüsseln. Ist das richtig?

Oder können Schwarze Löcher auch verschiedene Punkte in der Landschaft mischen? Wenn ja, wo sind dann die Fehler in meiner Argumentation?

Ich bin mir nicht sicher, was "Scrambling Points in the String Theory Landscape" hier bedeuten soll - die Punkte in der Landschaft sind Entscheidungen für die Struktur der Raumzeit, da unsere 4D-Weltzeiten eine CY-Mannigfaltigkeit + Entscheidungen bestimmter Flusszyklen sind, dh sie sind ein "globaler" Zustand des Universums. Ein Schwarzes Loch ist ein lokales Phänomen in dieser Raumzeit (und selbst Teil davon!) - wie soll es die gesamte geometrische Struktur der Raumzeit "durcheinander bringen"?
@ACuriousMind Das ist ein guter Punkt, und genau darüber war ich mir nicht sicher. Ich habe kein klares Bild von der Landschaftsidee, insbesondere davon, wie „global“ der Zustand ist, der einem Punkt in der Landschaft entspricht. Da die Raumzeit in der Stringtheorie sowieso auftaucht, außer vielleicht unter vorgeschriebenen asymptotischen Bedingungen, und da schwarze Löcher mit dem glatten Raumzeit-Mannigfaltigkeitsmodell (holografisches Prinzip) herumspielen, dachte ich vage, dass vielleicht auch schwarze Löcher mit uns herumspielen können die Landschaft. Kein wohlgeformter Gedanke.
„Scrambling Points of Landscape“ ist nicht die Eigenschaft von Schwarzen Löchern, sondern von de Sitter-Horizonten im Zusammenhang mit ewiger Inflation: Ein Beobachter kann nicht wissen, welches Vakuum außerhalb seines Horizonts liegt.

Antworten (1)

Ihr dritter Absatz ist richtig. Sowohl die Entropie als auch die Hawking-Strahlung (wenn die Supersymmetrie gebrochen ist) eines fadenförmigen Calabi-Yau-Schwarzen Lochs hängen von den Details der effektiven Niedrigenergietheorie ab. Es ist auch plausibel, dass die vollständige Schwarzlochverteilung eines Schwarzen Lochs tatsächlich von allen Moduli (Vektor- und Hypermultipletts) des Hintergrunds abhängt, in dem eine bestimmte Schwarzlochlösung gefunden wird. Siehe Abschnitt 7.4 in Black Hole Attractors and the Topological String and Holomorphic Anomalies in Topological Field Theorys für Details im Fall von a N = 2 Lösung in vier Dimensionen.

Ich verstehe nicht ganz, was der Ausdruck "Scrambling of Points in the String Theory Landscape" wirklich bedeutet. Ein schneller Scrambler zu sein bedeutet (in der Terminologie von Fast Scramblers ), dass ein thermodynamisches System mit einigen festen Werten seiner thermodynamischen Potentiale schneller termalisiert als jedes andere System mit den gleichen Werten seiner Zustandsvariablen. Aus diesem Grund verstehe ich nicht, was Ihre Definition eines "Scrambler von Punkten in der Stringlandschaft" ist.

Aber wenn Sie nach der Möglichkeit gefragt haben, Änderungen an der Partitionsfunktion des Schwarzen Lochs zu erzeugen, indem Sie die Werte der äußeren Hintergrundmodule ändern; Die Antwort ist, dass es tatsächlich möglich ist. Wie ich schon sagte, hängt die Verteilungsfunktion des Schwarzen Lochs von den Hintergrundmoduln ab und hängt vielleicht sogar nicht störungsfrei von allen Moduln ab. Das Schwarze Loch hat also eine "physikalische Reaktion" auf jede Änderung des Hintergrundmoduls; Umgekehrt ist es im Prinzip möglich, die Werte des Hintergrunds durch Quantenoperationen am Schwarzen Loch zu ändern. Ob die letztere Antwort "schneller ist" als jede andere "Antwort" eines ähnlichen Systems, scheint eine mehrdeutige und schlecht gestellte Frage zu sein.

Ich weiß auch nicht, was meine Definition von "Scrambling Points in the Landscape" ist. Es war nur ein vager Gedanke, der auf meiner Unkenntnis darüber beruhte, was es wirklich bedeutet, ein Vakuum in einer Theorie (Stringtheorie) zu wählen, in der die Raumzeit, wie wir sie kennen, ein entstehendes Phänomen ist. Vielen Dank für die Anleitung und für die Erinnerung, dass sogar die Entropie einer BH von der effektiven Niederenergietheorie abhängt. Es ist mir peinlich, dass ich diesen grundlegenden Punkt vergessen habe, aber ich nehme an, dass das Vergessen grundlegender Punkte ein häufiger menschlicher Fehler ist, wenn wir darum kämpfen, etwas Neues zu lernen. Danke!
@ChiralAnomaly Vielen Dank, dass Sie die Antwort akzeptiert haben. Ich freue mich sehr über die Gelegenheit, Ihnen zu dienen. Was im Kern Ihrer Frage steht, ist der Versuch zu verstehen, was eine Wahl von Vacua in der Stringtheorie bedeutet. Das ist einer der mysteriösesten Aspekte der Stringtheorie, wir wissen sehr wenig über die dynamischen Prozesse, die an der Wahl der Vakua beteiligt sind (weil wir nicht verstehen, wie eine stringige Quantenkosmologie wirklich aussieht), die Topologie (Konnektivität) der Landschaft. Es ist ziemlich interessant, darüber nachzudenken.
@ChiralAnomaly Wenn Sie an exzellenten und disvulgativen Texten zur Erklärung der Entropie der Schwarzen Löcher in der Stringtheorie interessiert sind, empfehle ich Conceptual Analysis of Black Hole Entropy in String Theory and Emergence and Correspondence for String Theory Black Holes . Danke noch einmal.
Schwarze Löcher sind ausgezeichnete Scrambler, aber können sie Punkte in der Landschaft der Stringtheorie verwürfeln?
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