Was sagt die Stringtheorie für die Singularität in einem Schwarzen Loch voraus?

Nach dem Fuzzball-Vorschlag in der Stringtheorie sind Schwarze Löcher eigentlich horizontlose und reguläre Lösungen. Für einige Systeme in fünf Dimensionen, die mit gebundenen Zuständen sich schneidender Branen hergestellt wurden, wurde dies bereits in der Supergravitation direkt bewiesen: Es gibt Lösungen ohne Horizonte und Singularitäten, mit denselben asymptotischen Ladungen (Masse, Drehimpuls, elektrisch-magnetische Ladung) des Schwarzen Lochs und mit einem Verhalten, das das nachahmt, was Sie von einem Schwarzen Loch erwarten würden (wenn Sie beispielsweise ein Quant innerhalb dieser Geometrie streuen, dauert es sehr lange, bis das Quant herauskommt). Diese Schwarzen Löcher sind eine Art entarteter Zustand der Materie, aber es gibt kein wirkliches „Inneres“: Der Weltraum endet in der Nähe des Möchtegern-Horizonts, anstatt in einer Singularität zu enden. Eine sehr starke Implikation ist, dass die Quantengravitationsphysik sogar auf der Möchtegern-Horizont-Skala relevant ist. Es tritt kein Informationsparadoxon auf, da es keine Horizonte gibt. Die Singularität wird durch eine glatte (aber tiefe) Kappe ersetzt, und die Form der Kappe unterscheidet zwischen verschiedenen Mikrozuständen. Grundsätzlich ist es die verlängerte Natur der Saite und die Tatsache, dass sie in dem nicht kompakten Raum schwingt, was Sie rettet.

Die Dynamik dieser Objekte ist immer noch kaum verstanden, und einige Leute (mich eingeschlossen) arbeiten daran, reguläre Lösungen in vier Dimensionen zu finden. Einige Lösungen mit AdS-Asymptotik wurden bereits gefunden.

Die Idee fügt sich in das größere Bild ein, Gravitation als ein entstehendes Phänomen zu betrachten. Insbesondere das singuläre Schwarze Loch ist eine grobkörnige und durchschnittliche Beschreibung der zugrunde liegenden Mikrozustände, in denen Sie jedes Detail innerhalb des Möchtegern-Horizonts verfolgen (ignorieren). In der Tat, nur wenn Sie sich einem dieser Objekte nähern, können Sie einen Unterschied zwischen diesem Bild und dem naiven erkennen.

Das allgemeinste und quantenmechanische Schwarze Loch wird wahrscheinlich ein vollständiges Verständnis des nicht-perturbativen Bildes der Stringtheorie erfordern. Aber dennoch, wenn wir Fuzzballs in vier Dimensionen finden, wird dies zumindest das Informationsparadoxon lösen und einige mögliche Zustände für das Schwarze Loch beschreiben.

Bestenfalls sind die Dinge ziemlich spekulativ. Cumrun Vafa hat vorgeschlagen, dass Schwarze Löcher Kondensate von Tachyonen enthalten . In gewissem Sinne können Sie dies ohne große Komplexität verstehen. Die Schwarzschild-Metrik hat eine physikalische Singularität, die eine räumliche Oberfläche ist. Das Penrose-konforme Diagramm für die Schwarzschild-Metrik veranschaulicht dies

Die bosonische Saite hat zwei Tachyon-Vakuumzustände. Es ist dann plausibel, sich die Singularität als Kondensat dieser Zustände vorzustellen, ähnlich dem Kondensatzustand für das Higgs-Feld. Wenn die Hypothese der kosmischen Zensur Früchte trägt, dann deutet sie auch darauf hin, dass seltsame Dinge wie das Tachyon nicht, zumindest nicht direkt durch die Verbreitung eines kausalen Signals, zur Physik in der Außenwelt beitragen.

Weitgehend jedoch ist dies nicht bekannt. Bei der Holographie haben wir das theoretische Gefühl, dass der ausgedehnte Horizont eines Schwarzen Lochs aus vielen Fäden besteht. In der Tat, wenn die Fäden sich verbinden, könnte der ausgedehnte Horizont als eine große Schnur gesehen werden. Es ist nicht klar, wie die Singularität dazu beiträgt. Mit dem Susskind ER = EPR haben wir die Hypothese, dass die beiden zeitähnlichen Flecken, die durch die begrenzt sind$r~=~2GM$Horizonte sind Regionen mit verschränkten Schwarzen Löchern. Auf diese Weise blockiert das Quantenmonogamie-Theorem die Holographie nicht. Die Verschränkung des Schwarzen Lochs mit seiner Hawking-Strahlung, eine zweiteilige Verschränkung, erfordert keine zusätzliche Verschränkung mit dem Inneren. Es gibt keine einheitliche Transformation zwischen Verschränkungstypen. Die Verschränkung mit dem Inneren ist eine Verschränkung über Wurmlöcher mit diesen anderen Regionen. Wie die Singularität dazu beiträgt, ist nicht bekannt. Wenn es Tachyonen gibt, fragen wir uns vielleicht, wie sie dazu beitragen würden.