Комплементарность черной дыры

Комплементарность черной дыры - это предполагаемое решение информационного парадокса черной дыры, предложенное Леонардом Сасскинд, Ларусом Торласиусом и Джерард 'т Хофт.

С тех пор, как Стивен Хокинг предполагаемая информация теряется в испаряющаяся черная дыра, когда она проходит через горизонт событий и неизбежно разрушается в сингулярности, и это может превратить чистые квантовые состояния в смешанные состояния, некоторые физики задались вопросом, сможет ли полная теория квантовой гравитации сохранить информацию с помощью унитарной временной эволюции. Но как это может быть возможно, если информация не может покинуть горизонт событий, не двигаясь быстрее света? Это, кажется, исключает излучение Хокинга как переносчик недостающей информации. Также создается впечатление, что информация не может быть «отражена» на горизонте событий, поскольку в ней нет ничего особенного локально.

Леонард Сасскинд предложил радикальное решение этой проблемы, заявив, что информация как отражается на горизонте событий, так и проходит через горизонт событий и не может ускользнуть оттуда, и уловка в том, что наблюдатель не может подтвердить обе истории одновременно. По словам внешнего наблюдателя, бесконечное замедление времени на самом горизонте создает впечатление, будто для достижения горизонта требуется бесконечное количество времени. Он также постулировал растянутый горизонт, который представляет собой мембрану, парящую на планковской длине за пределами горизонта событий, которая является одновременно физической и горячей. По словам внешнего наблюдателя, падающая информация нагревает растянутый горизонт, который затем переизлучает его как излучение Хокинга, при этом вся эволюция является единой. Однако, по мнению падающего наблюдателя, на самом горизонте событий ничего особенного не происходит, и и наблюдатель, и информация попадут в сингулярность. Это не значит, что есть две копии информации, о которых лежат - одна на горизонте или сразу за ним, а другая внутри черной дыры - поскольку это нарушит теорему о запрете клонирования. Вместо этого наблюдатель может обнаружить информацию только на самом горизонте или внутри, но никогда и то и другое одновременно. Дополнительность - это особенность квантовой механики некоммутируемых наблюдаемых, и Сасскинд предположил, что обе истории дополняют друг друга в квантовом смысле.

Падающий наблюдатель увидит точку входа информации как локализованную на горизонте событий, в то время как внешний наблюдатель заметит, что информация равномерно распространяется по всему растянутому горизонту перед повторным излучением. Для падающего наблюдателя информация и энтропия проходят через горизонт, и ничего странного не происходит. Для внешнего наблюдателя информация и энтропия поглощаются растянутым горизонтом, который действует как диссипативная жидкость с энтропией, вязкостью и электропроводностью. См. мембранную парадигму для получения более подробной информации. Растянутый горизонт проводит поверхностные заряды, которые быстро распространяются по горизонту.

В последнее время выяснилось, что комплементарность черной дыры в сочетании с моногамией запутанности предполагает существование "брандмауэра ".