La complementariedad del agujero negro es una solución conjeturada a la paradoja de la información del agujero negro , propuesta por Leonard Susskind , Larus Thorlacius, [1] y Gerard 't Hooft . [2] [3]
Descripción general
Desde que Stephen Hawking sugirió que la información se pierde en un agujero negro en evaporación una vez que pasa a través del horizonte de sucesos e inevitablemente se destruye en la singularidad , y que esto puede convertir los estados cuánticos puros en estados mixtos , algunos físicos se han preguntado si una teoría cuántica completa la gravedad podría conservar información con una evolución temporal unitaria . Pero, ¿cómo puede ser esto posible si la información no puede escapar del horizonte de sucesos sin viajar más rápido que la luz? Esto parece descartar la radiación de Hawking como portadora de la información faltante. También parece que la información no se puede "reflejar" en el horizonte de sucesos, ya que no tiene nada de especial a nivel local.
Leonard Susskind [4] propuso una resolución radical a este problema al afirmar que la información se refleja en el horizonte de eventos y pasa a través del horizonte de eventos y no puede escapar, siendo la trampa que ningún observador puede confirmar ambas historias simultáneamente. Según un observador externo, la dilatación del tiempo infinito en el horizonte mismo hace que parezca que se necesita una cantidad infinita de tiempo para llegar al horizonte. También postuló un horizonte estirado , que es una membrana que se cierne sobre una longitud de Planck fuera del horizonte de eventos y que es tanto física como caliente. Según el observador externo, la información que cae calienta el horizonte estirado, que luego lo vuelve a irradiar como radiación de Hawking, siendo toda la evolución unitaria. Sin embargo, según un observador que cae, no sucede nada especial en el horizonte de eventos en sí, y tanto el observador como la información alcanzarán la singularidad. Esto no quiere decir que haya dos copias de la información, una en el horizonte o justo fuera del horizonte y la otra dentro del agujero negro, ya que eso violaría el teorema de no clonación . En cambio, un observador solo puede detectar la información en el horizonte mismo, o en el interior, pero nunca ambos simultáneamente. La complementariedad es una característica de la mecánica cuántica de los observables no conmutados, y Susskind propuso que ambas historias son complementarias en el sentido cuántico.
Un observador que cae verá que el punto de entrada de la información está localizado en el horizonte de eventos, mientras que un observador externo notará que la información se distribuye uniformemente por todo el horizonte extendido antes de volver a irradiarse. Para un observador que cae, la información y la entropía atraviesan el horizonte sin que ocurra nada extraño. Para un observador externo, la información y la entropía se absorben en el horizonte estirado que actúa como un fluido disipador con entropía, viscosidad y conductividad eléctrica. Consulte el paradigma de la membrana para obtener más detalles. El horizonte estirado conduce con cargas superficiales que se extienden rápidamente por el horizonte.
Recientemente, parece que la complementariedad de los agujeros negros combinada con la monogamia del entrelazamiento sugiere la existencia de un " cortafuegos ". [5]
Referencias
- ^ Susskind; Thorlacius; Uglum (1993). "El horizonte estirado y la complementariedad del agujero negro". Physical Review D . 48 (8): 3743–3761. arXiv : hep-th / 9306069 . Código Bibliográfico : 1993PhRvD..48.3743S . doi : 10.1103 / PhysRevD.48.3743 .
- ^ 't Hooft, G. (1985). "Sobre la estructura cuántica de un agujero negro". Física B nuclear . 256 : 727–745. Código Bibliográfico : 1985NuPhB.256..727T . doi : 10.1016 / 0550-3213 (85) 90418-3 .
- ^ 't Hooft, G. (1990). "La interpretación del agujero negro de la teoría de cuerdas". Física B nuclear . 335 (1): 138-154. Código Bibliográfico : 1990NuPhB.335..138T . doi : 10.1016 / 0550-3213 (90) 90174-C .
- ^ Susskind, Leonard ; Lindesay, James (31 de diciembre de 2004). Una introducción a los agujeros negros, la información y la revolución de la teoría de cuerdas: el universo holográfico . Compañía Editorial Científica Mundial. ISBN 978-981-256-083-4.
- ^ Almheiri, Ahmed; Marolf, Donald; Polchinski, Joseph; Sully, James (febrero de 2013). "Agujeros negros: ¿complementariedad o cortafuegos?". Revista de Física de Altas Energías . 2013 (2): 62. arXiv : 1207.3123 . Código bibliográfico : 2013JHEP ... 02..062A . doi : 10.1007 / jhep02 (2013) 062 . ISSN 1029-8479 .