5月 23, 2022

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ワームホールは、悪名高いブラックホールのパラドックスを解決するのに役立つ可能性がある、と楽しい新しい論文は述べています

ブラックホールの事象の地平線を越​​えた後、情報はどうなりますか? ワームホールのエンジニアリングがこの厄介な問題の解決に役立つかもしれないという提案がありましたが、控えめに言っても、数学はトリッキーでした。

新しい研究では、物理学者の国際チームが、ブラックホールの崩壊が量子物理学の基本法則を破ることを回避する方法をよりよく理解するための回避策を考え出しました(これについては後で詳しく説明します)。

非常に理論的ではありますが、この作業は、解決するための探求において見逃しがちなことがあることを示唆しています。 一般相対性理論 量子力学で。

「従来の計算では見落とされていたワームホールのような構造を持つ時空の新しい幾何学を発見しました。」 物理学者の逆巻カナトは言う: コーネル大学と日本の理研から。

「この新しいジオメトリを使用して計算されたエントロピーは、まったく異なる結果をもたらします。」

ブラックホール情報パラドックスは、アインシュタインの一般相対性理論と量子力学の間の未解決の緊張の1つです。

一般相対性理論では、ブラックホールの事象の地平線は回帰不能点と見なされます。 その臨界点を超えるものはすべてブラックホールの重力井戸で執拗に覆われており、脱出速度には宇宙の速度はなく、真空中の光速でさえ十分ではありません。 それはなくなった、それだけです。 巨乳。 不可逆。

それからそれはやって来ました スティーブンホーキング 1970年代に、量子力学を考慮に入れると、 ブラックホール 結局、放射線を放出することができます。

これは、理論によれば、ブラックホールが周囲の粒子の波のような特性に干渉し、ブラックホールが小さくなるにつれて高温になる温度で光る結果として起こります。

最終的に、この輝きはブラックホールをゼロに縮小させるはずです。

「これは、水滴を蒸発させるのと同じようにブラックホールが収縮しているため、ブラックホール蒸発と呼ばれます。」 後藤は説明します

「フレア」はそもそもブラックホールで起こったこととは違うので、蒸発するブラックホールに挿入されたものは永遠に消えてしまったように見えるかもしれません。 しかし、量子力学によれば、情報は宇宙から消えることはできません。 多くの物理学者は、この情報が何らかの形でエンコードされている可能性を発見しました ホーキング放射

後藤と彼のチームは、計算によってこのアイデアを数学的に探求したいと考えていました することができません ブラックホールの周りのホーキング放射。 これはシステムの摂動の尺度であり、ホーキング放射の情報損失を診断するために使用できます。

によると 1993.紙 物理学者のドン・ペイジによると、ブラックホールが消えるにつれて乱流が逆転し、エントロピーがゼロに低下した場合、情報損失のパラドックスは回避されるべきです。 残念ながら、量子力学にはこの逆転を可能にするものは何もありません。

ワームホール、または宇宙の非常に特定のモデルの下で少なくとも1つの数学的なレプリカを入力してください。 これは、時空の湾曲したシートの2つの領域間の接続であり、谷を渡る橋にいくぶん似ています。

このようにブラックホールと組み合わせて考えると、ホーキング放射のエントロピーを計算する別の方法が得られると後藤氏は言います。

「ワームホールは、橋のように、ブラックホールの内側と放射線を外側に接続します」 彼は説明する

チームがワームホールモデルを使用して計算を実行したとき、結果はページエントロピー曲線と一致しました。 これは、ブラックホールの事象の地平線を超えた情報が永久に失われることはないかもしれないことを示唆しています。

しかし、もちろん、まだいくつかの質問が残っています。 これらの質問に答えるまで、ブラックホール情報パラドックスが完全に解決されたとは考えられません。

「私たちは、情報が放射線によってどのように運び去られるかについての根本的なメカニズムをまだ知りません」。 後藤は言う。 「量子重力理論が必要です。」

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