Решения информационного парадокса чёрных дыр: квантовые волосы или реплики червоточин?

Вот и очередная статья о чёрных дырах подъехала! И не просто о чёрных дырах – об информационном парадоксе, который является вопиющим примером несовместимости квантовой механики с общей теорией относительности. Последние годы всё чаще стали выходить публикации, авторы которых прямо заявляют об окончательном решении проблемы. С другой стороны, звучат слова скептиков о том, что парадокс в принципе неразрешим, пока не получено экспериментальное подтверждение гипотезы Хокинга об испарении чёрных дыр. Мне понадобилось много времени, чтобы разобраться в теме, собрать из отдельных паззлов цельную картину и определиться, какое из предложенных решений парадокса наиболее убедительно. Объяснить это лаконично, простыми словами, на естественном языке и без единой формулы, сохранив всю информацию до последнего бита, практически невозможно. У меня не получилось уложиться в одну статью, так что самое интересное будет здесь, в продолжении. Из данной статьи вы узнаете, окружены ли чёрные дыры файерволлом; как частицам удаётся соблюдать моногамию запутанности, находясь в двух местах одновременно; может ли холонавт выбраться из чёрной дыры, а внешний наблюдатель – узнать о её содержимом по излучению Хокинга; что общего между запутанными частицами и червоточинами и как испарение чёрных дыр связано с квантовыми вычислениями.

https://habr.com/ru/articles/865368/

#чёрные_дыры #червоточины #энтропия_запутанности #квантовое_машинное_обучение #квантовое_скремблирование #информационный_парадокс #излучение_хокинга

Термодинамика чёрных дыр. Энтропия Бекенштейна-Хокинга, комплементарность Сасскинда и дуальность Малдасены

Парадокс уничтожения информации чёрными дырами — ключ к теории квантовой гравитации или надуманная проблема, заведомо не имеющая решения? Как чёрные дыры испаряются и достигают теплового равновесия со средой, ничего не выпуская из‑под горизонта событий? Существует ли предел информационной ёмкости пространства? Может ли наша Вселенная оказаться трёхмерной голографической проекцией некой двумерной поверхности? Если вы не занимаетесь теоретической физикой или философией, поиски ответов на эти вопросы покажутся вам бесполезной тратой вычислительных ресурсов мозга. Но если вы любите парадоксы и хотите понять, как устроен мир на самом фундаментальном уровне — добро пожаловать за горизонт событий, где вступают в противоречие две основополагающие теории современной физики — квантовая теория поля и общая теория относительности.

https://habr.com/ru/articles/861512/

#излучение_хокинга #предел_бекенштейна #голографический_принцип #черная_дыра #информационный_парадокс #принцип_комплементарности #энтропия_черной_дыры #ads_cft

Вакуум – пустота или полнота? Виртуальные частицы, квантовая пена, излучения Хокинга и Унру

Физический вакуум – «нематериальная» сущность, вызывающая особый интерес как у физиков, так и у мистиков, да и у простых людей тоже. С одной стороны, до сих пор распространено донаучное понимание вакуума как пустоты – отсюда мифы о том, что Вселенная – это в основном пустое пространство, все вещи пусты, мы сами состоим из одной пустоты, и вообще материи не существует – всё как по канонам буддизма. С другой стороны, многим известно о том, что вакуум состоит из «виртуальных» частиц, и это порождает другие мифы: вакуум – не пустота, а бесконечное море энергии, которую можно бесплатно извлечь, или вакуум – вместилище потенциально возможного, он содержит в себе все вещи в непроявленном виде. Естественно, находятся изобретатели вечных двигателей на вакуумной энергии и техник материализации предметов из ничего, готовые поделиться своими разработками за установленную плату. В данной статье я не только развею подобные заблуждения, но и расскажу о научно обоснованных способах получения энергии вакуума. Также мы выясним, насколько реальны «виртуальные» частицы и при каких условиях они могут становится ещё более реальными.

https://habr.com/ru/articles/857300/

#вакуум #квантовые_флуктуации #виртуальные_частицы #эффект_казимира #эффект_унру #излучение_хокинга #квантовая_пена

[Перевод] Грандиозный парадокс, существующий в сердце каждой чёрной дыры

Когда что-то падает в чёрную дыру, куда оно девается и выйдет ли когда-нибудь обратно? Согласно общей теории относительности Эйнштейна, ответы на эти вопросы просты: как только что-либо физическое - материя, антиматерия, излучение и т. д. - пересекает горизонт событий, оно исчезает. Оно может добавить чёрной дыре массу, электрический заряд и угловой момент, но не более того. Она стремительно движется к центральной сингулярности и в конце концов попадает в неё, и больше никогда не вырвется наружу. Но наша Вселенная управляется не только ОТО, но и квантовой физикой. Согласно нашему лучшему пониманию квантовой реальности, необходимо учитывать гораздо больше. Во-первых, у исходных ингредиентов чёрной дыры существуют свои квантовые свойства - барионное число, лептонное число, цветовой заряд, спин, номер семейства лептонов, слабый изоспин и гиперзаряд и т. д.. Во-вторых, сама ткань пространства-времени, в которой находится чёрная дыра, является квантовой по своей природе. Благодаря этим квантовым свойствам чёрные дыры не остаются статичными, а скорее испаряются со временем, испуская при этом излучение Хокинга (и, возможно, даже что-то ещё).

https://habr.com/ru/articles/797027/

#чёрные_дыры #излучение_хокинга