Wurde das Hawking-Paradox nicht von Einstein gelöst?

Ich habe gerade eine BBC Horizon-Folge gesehen, in der sie über das Hawking-Paradoxon gesprochen haben. Sie erwähnten eine Kontroverse über den Verlust von Informationen, aber ich konnte mich damit nicht befassen.

Die Thermodynamik von Schwarzen Löchern gibt uns die Formel

S   =   A k C 3 4 ℏ G = 4 π k M 2 M P 2 .

Wo M P ist die Planck-Masse. Und wir haben auch Einsteins berühmten E = M C 2 , was bedeutet, dass Masse in Energie umgewandelt werden kann, richtig? Daher gehen Informationen entweder verloren oder sie bleiben erhalten, aber jetzt in Energieform statt in Massenform.

Ich kann nicht verstehen, warum die Strahlung von Schwarzen Löchern anders ist als beispielsweise eine Atombombe, bei der auch Masse in Energie umgewandelt wird?

Dieses Problem ist viel raffinierter als Sie denken. Da es hier jedoch echte Physiker gibt, werde ich es nicht wagen, die Frage zu beantworten (vielleicht nächstes Jahr!). Warten wir also, bis hier jemand den Nebel der Verwirrung lichtet. In der Zwischenzeit empfehle ich Ihnen, diesen Artikel zu lesen: iopscience.iop.org/1742-6596/171/1/012009
Danke, ich habe mir das PDF durchgelesen, aber da ich ein normaler Sterblicher mit körperlicher Grundausbildung bin, war es ziemlich schwer zu verstehen :)

Antworten (1)

Strahlung enthält normalerweise subtile Korrelationen. Für alle praktischen Zwecke können Sie es nicht verwenden, aber es ist da. Hawking-Strahlung ist der Theorie zufolge perfekt thermisch und enthält nicht mehr Informationen als die Temperatur selbst. Das Problem ist, dass der Prozess der Verdunstung von Schwarzen Löchern im Prinzip nicht umkehrbar ist. Im Gegensatz zu allen anderen uns bekannten Prozessen (die in der Praxis irreversibel sein könnten, aber im Prinzip reversibel sind). Diese Irreversibilität (die Nichteinheitlichkeit impliziert) ist mit der Quantenmechanik unvereinbar. Das ist kurz und knapp das Problem. Es ist wirklich ein Konflikt zwischen der Quantenmechanik und der halbklassischen allgemeinen Relativitätstheorie.

Es gibt noch viel mehr zu sagen, aber ich habe den Eindruck, dass Sie nicht viel darüber gelesen haben und Details ziemlich sinnlos wären. Ich schlage vor, dass Sie mit diesem Ausgangspunkt ein wenig herumstöbern.

Siehe die Antwort von WIMP auf physical.stackexchange.com/questions/29175 . Ihr Beispiel einer Atombombe ist im Prinzip zeitreversibel (obwohl offensichtlich nicht in der Praxis), aber Hawking-Strahlung ist nicht einmal im Prinzip zeitreversibel.
Sie haben völlig recht, ich habe bis gestern noch nie etwas von dem Paradoxon gehört (mein Beruf ist Informatik, nicht Physik). Hmm, können Sie sich die Wärmestrahlung als Radiowelle vorstellen, auf die Sie sich einstellen könnten? Und in gewöhnlicher Wärmestrahlung hört man die Musik vergangener Ereignisse, aber in der Strahlung von Schwarzen Löchern ist es völlige Stille – und das ist das Problem?
Nein, es hat nichts damit zu tun, die richtige Frequenz zu finden. Sie haben Korrelationen. Denken Sie an das Mischen von Teig. Wenn Sie es mischen, zerstören Sie theoretisch keine Informationen. Wenn Sie die genaue Position jedes einzelnen Atoms (von Ei, Mehl, Milch usw.) sorgfältig notieren, können Sie erkennen, wie der Teig vor dem Mischen aussah, da sie ach so genau aufeinander abgestimmt sind, um Ei zu erhalten Mehl und Milch in die Vergangenheit. Bei der Strahlung von Schwarzen Löchern gibt es keine so feine Anpassung. Es ist nur Teig, von dem man nicht weiß, woher er kommt, wenn man so will. Vielleicht nicht die beste Analogie.
Ich weiß es zu schätzen, dass du versuchst, mir das zu erklären! Es scheint, als müsste ich etwas lesen, bevor ich das vollständig verstehe :) Eine weitere Sache, wenn Sie die Geduld haben, mir zu helfen. Was ist der Grund für die fehlenden Korrelationen? Ein Freund von mir hat davon gesprochen, dass Teilchen und Antiteilchen am Ereignishorizont erscheinen und das Antiteilchen hineinfällt, während das Teilchen zurückbleibt - hat das etwas damit zu tun?
Ja, es hat etwas damit zu tun. Ihr Freund sprach von einer beliebten (wenn auch leicht falschen) Erklärung für die Hawking-Strahlung. Eine Möglichkeit, die fehlenden Korrelationen in der Strahlung zu verstehen, ist folgende: Die Hawking-Strahlung (die Sie sich als Paare von Teilchen und Antiteilchen vorstellen können, die am Horizont erzeugt werden und von denen eines eingefangen wird) wird am Horizont erzeugt und hat nichts mit der Materie zu tun das ist zusammengebrochen. Der Teil, der entkommt und ins Unendliche geht, ist zufällig (thermisch) und weiß nichts über die kollabierte Materie. Somit geht die Information der kollabierten Materie verloren.
Ok, dann habe ich vielleicht ein paar Grundkenntnisse über all das gewonnen :) Danke für die Hilfe!
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