앨버트 아인슈타인 (Albert Einstein)이 자신의 일반적인 상대성 이론을 개발 한 지 100 년이 지난 후 물리학 자들은 여전히 우주에서 가장 큰 비 호환성 문제에 갇혀있다. 아인슈타인이 묘사 한 매끄럽게 뒤틀린 시공간 풍경은 살바도르 달리 (Salvador Dalí)의 그림과 같습니다. 그러나이 공간을 차지하는 양자 입자는 Georges Seurat :Pointillist, 개별, 확률로 설명 된 것과 비슷합니다. 그들의 핵심에서, 두 가지 설명은 서로 모순됩니다. 그러나 대담한 새로운 사고의 긴장은 인상주의 페인트의 얼룩 사이의 양자 상관 관계가 실제로 Dalí의 풍경뿐만 아니라 주변의 3 차원 공간뿐만 아니라 앉는 캔버스를 실제로 만들어냅니다. 그리고 아인슈타인은 자주하는 것처럼 그 중심에 바로 앉아서 여전히 무덤 너머에서 물건을 뒤집어 놓았습니다.
ER =EPR은 새로운 아이디어가 알려진 것처럼 1935 년 아인슈타인이 제안한 두 가지 아이디어를 합류하는 속기입니다. 하나는 Quantum Particles (저자, Einstein, Boris Podolsky 및 Nathan Rosen) 사이의 EPR 역설 (EPR Paradox) 사이의“으스스한 행동”이 암시하는 역설과 관련이 있습니다. 다른 하나는 두 개의 블랙홀이 "웜홀"(Er, Einstein-rosen Bridges의 경우)을 통해 먼 공간을 통해 어떻게 연결될 수 있는지 보여주었습니다. 아인슈타인이 이러한 아이디어를 제시 한 당시 (그 이후로 80 년 동안) 그들은 전적으로 관련이없는 것으로 생각되었습니다.
그러나 ER =EPR이 올바른 경우 아이디어가 연결이 끊어지지 않습니다. 같은 두 가지 표현입니다. 그리고이 근본적인 연결성은 모든 시공간의 기초를 형성 할 것입니다. Stanford University의 물리학자인 Leonard Susskind에 따르면 아이디어의 주요 건축가 중 한 명인 Leonard Susskind에 따르면, 아인슈타인에 어려움을 겪고있는 멀리서의 행동 인 Quantum Entanglement는“공간 연결”을 만들 수 있다고한다. 이러한 연결이 없으면 뉴저지 주 프린스턴의 고급 연구 연구소의 물리학자인 Juan Maldacena에 따르면 모든 공간은“원자 화”될 것이라고 Susskind와 함께 아이디어를 개발 한 아이디어를 발전시켰다. "즉, 시공간의 견고하고 신뢰할 수있는 구조는 얽힘의 유령의 특징 때문"이라고 그는 말했다. 또한 ER =EPR은 양자 역학과 중력이 어떻게 맞는지 해결할 수있는 잠재력을 가지고 있습니다.
물론 모든 사람이 구매하는 것은 아닙니다 (물론 아이디어는“유아기”에 있다고 Susskind는 말했습니다. 산타 바바라 (Santa Barbara) 캘리포니아 대학교 (University of California)의 Kavli 이론 물리학 연구소 (Kavli Institute for eoretical Physics)의 연구원 인 Joe Polchinski는 블랙홀의 목구멍에있는 방화벽에 대한 놀라운 역설이 최신 발전을 촉발했지만 신중하지만 흥미 롭습니다. "어디로 가고 있는지 모르겠지만 지금은 즐거운 시간입니다."
.블랙홀 전쟁
ER =EPR로 이어진 도로는 M.C.의 그림과 같이 얽힌 비틀기와 회전의 Möbius 스트립입니다. 에셔.
시작하기에 공정한 곳은 양자 얽힘 일 수 있습니다. 두 개의 양자 입자가 얽히는 경우, 실제로 단일 단위의 두 부분이됩니다. 하나의 얽힌 입자에게 발생하는 일은 다른 사람에게 아무리 멀어도 발생합니다.
Maldacena는 때때로 한 쌍의 장갑을 비유로 사용합니다. 오른 손잡이 장갑에 오면 즉시 다른 사람이 왼손잡이라는 것을 알고 있습니다. 그것에 대해 으스스한 것은 없습니다. 그러나 양자 버전에서는 두 장갑 모두 실제로 왼손잡이와 오른 손잡이 (그리고 그 사이의 모든 것)가 관찰 될 때까지 올라갑니다. Spookier 여전히 왼손잡이 장갑은 오른 손잡이를 관찰 할 때까지 남겨지지 않습니다.
얽힘은 Stephen Hawking의 1974 년 발견에서 블랙홀이 증발 할 수 있다는 중요한 역할을했습니다. 이것은 또한 입자 한 쌍과 관련이 있습니다. 공간 전체에 걸쳐, 단기간의 "가상"입자가 물질의 입자와 반격이 지속적으로 존재하지 않습니다. 호킹은 한 입자가 블랙홀에 빠졌고 다른 입자가 탈출하면 구멍이 방사선을 방출하여 죽어가는 엠버처럼 빛나는 것을 깨달았습니다. 충분한 시간이 주어지면 구멍은 아무것도 증발하여 그 안에 떨어진 물건의 정보 내용에 무슨 일이 일어 났는지에 대한 의문을 제기합니다.
그러나 양자 역학의 규칙은 정보의 완전한 파괴를 금지했다. (절망적으로 스크램블링 정보는 또 다른 이야기입니다. 그래서 문서를 태우고 하드 드라이브가 부서 질 수있는 이유입니다. 물리학 법칙에는 책의 연기에서 손실 된 정보와 재 재구성을 방지하는 것이 없습니다.) 따라서 질문은 원래 블랙 홀에 들어간 정보가 방금 스크램블링 될 것인가? 아니면 진정으로 잃어 버릴까요? 이 논쟁은 Susskind가“Black Hole Wars”라고 부르는 것을 시작했으며,이 책은 많은 책을 채우기에 충분한 이야기를 생성했습니다. (Susskind 's는 자막이었다.
결국 Susskind는 그에게도 충격을주는 발견에서 구멍 아래로 떨어진 모든 정보가 실제로 블랙홀의 2 차원 이벤트 지평에 갇혀 있었다는 것을 깨달았습니다. 수평선은 홀로그램처럼 내부의 모든 것을 인코딩했습니다. 마치 집을 재창조하는 데 필요한 비트와 그 안에있는 모든 것이 벽에 들어갈 수있는 것처럼 보였습니다. 정보가 손실되지 않았습니다. 스크램블되어 도달 범위에서 저장되었습니다.
Susskind는 Susskind가“The Master”와 다른 사람들이라고 부르는 Maldacena와 함께 아이디어를 계속 연구했습니다. 홀로그래피는 블랙홀뿐만 아니라 그 경계에 의해 설명 될 수있는 공간의 모든 영역을 이해하기 위해 사용되기 시작했습니다. 지난 10 년 동안, 우주가 일종의 홀로그램이라는 겉보기에 미친 아이디어는 우주론에서 응축 된 물질에 이르기까지 모든 것에 사용되는 현대 물리학의 도구 인 다소 험담 해졌습니다. Susskind는“과학적 아이디어에 발생하는 일 중 하나는 종종 거친 추측에서 합리적인 추측으로 작업 도구로가는 것입니다. "일상적인 일이되었습니다."
Holography는 블랙홀 지평을 포함하여 경계에서 일어나는 일에 관심이있었습니다. 이로 인해 인테리어에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 질문을 열었다 고 Susskind는“지도 전체에 있었다”고 말했다. 결국, 어떤 정보도 블랙홀의 수평선 내부에서 탈출 할 수 없었기 때문에 물리 법칙은 과학자들이 내부에서 무슨 일이 일어나고 있는지 직접 테스트하지 못하게했습니다.
.그런 다음 2012 년에 Polchinski는 Ahmed Almheiri, Donald Marolf 및 James Sully와 함께 산타 바바라의 당시에 모든 통찰력을 내놓았으므로 기본적으로 물리학 자에게 깜짝 놀랐습니다. 우리는 아무것도 모른다.
소위 AMPS 종이 (저자의 이니셜 이후)는 얽힘 역설의 멍청이를 제시했습니다. 하나는 블랙홀이 실제로 내부의 "방화벽"을 가지고 있지 않을 수도 있다는 것을 암시했습니다.
방화벽 스케일링
블랙홀의 이벤트 지평이 부드럽고 평범한 곳이라면 상대성 이론이 예측 하듯이 (저자가 이것을“드라마”조건이라고 부름) 블랙홀에서 나오는 입자는 입자가 블랙홀에 떨어지는 입자와 함께 얽혀 있어야합니다. 그러나 정보가 손실되지 않기 위해 블랙홀에서 나오는 입자는 또한 오래 전에 남겨진 입자와 함께 얽히고 이제는 호킹 방사선의 안개 속에 흩어져 있어야합니다. AMPS 저자는 너무 많은 종류의 얽힘이라고 생각했습니다. 그들 중 하나는 가야 할 것입니다.
그 이유는 최대 얽힘이 두 입자 사이에 존재하는 일부일처 제이어야하기 때문입니다. 한 번에 두 개의 최대 얽힘 (양자 일부 다처제)은 발생할 수 없으므로 블랙홀의 목구멍 내부의 매끄럽고 연속적인 시공간은 존재할 수 없음을 시사합니다. 수평선에서의 얽힘이 파손되면 우주의 불연속성, 에너지 쌓기 :“방화벽”
.Stanford의 물리학자인 Stephen Shenker는 AMPS 논문이“진정한 방아쇠”가되었으며,“Sharp Relief in Sharp Relief”라고 말했다. 물론 물리학 자들은 그러한 역설을 좋아합니다. 왜냐하면 그들은 발견을위한 비옥 한 근거이기 때문입니다.
Susskind와 Maldacena는 즉시 시작했습니다. 그들은 얽힘과 웜홀에 대해 생각하고 있었으며, 둘 다 밴쿠버에있는 브리티시 컬럼비아 대학교의 물리학자인 Mark van Raamsdonk의 작품에서 영감을 얻었으며, 그는 얽힘과 시공간이 밀접하게 관련되어 있음을 암시하는 중추적 인 사고 실험을 수행했습니다.
.Susskind는“그러면 어느 날, Juan은 ER =EPR 방정식을 포함하는 매우 비밀스러운 메시지를 보냈습니다. 나는 그가 무엇을 얻고 있는지 즉시 보았고 거기에서 우리는 아이디어를 넓히고 앞뒤로 갔다.”
.Susskind에 따르면 2013 년 논문에서“얽힌 블랙홀을위한 멋진 지평선”이라고 주장한 그들의 조사는 일종의 얽힘에 대해 주장했다. 앰프는 이벤트 수평선 내부와 외부의 공간 부분이 독립적이라고 가정했다. 그러나 Susskind와 Maldacena는 실제로 국경 양쪽의 입자가 웜홀에 의해 연결될 수 있다고 제안합니다. Van Raamsdonk는 ER =EPR 얽힘이“명백한 역설을 둘러 볼 수있다”고 말했다. 이 논문에는 일부는 반 농담으로 "옥토퍼스 그림"이라고하는 그래픽이 포함되어 있습니다.
다시 말해, 블랙홀의 목의 매끄러운 표면에 꼬임이 생길 필요는 없었습니다. 구멍 내부에 여전히 입자는 오래 전에 남은 입자와 직접 연결됩니다. 수평선을 통과 할 필요가없고 통과 할 필요가 없습니다. Maldacena는 내부와 멀리 떨어진 입자의 입자는 하나와 동일하게 간주 될 수 있다고 Maldacena는 나 자신과 나처럼 설명했다. 웜홀의
구멍
ER =EPR이 방화벽 문제를 해결할 것인지는 아직 아무도 확실하지 않습니다. 패서 디나의 캘리포니아 공과 대학의 물리학자인 존 프레 스킬 (John Preskill)은 Caltech의 양자 정보와 물질 연구소 블로그 인 양자 프론티어 (Quantum Frontiers) 독자들에게 때때로 물리학 자들은“냄새 감각”에 의존하여 어떤 이론이 약속을하는지 스니핑했습니다. “처음에는 er =epr이 신선하고 달콤한 냄새가 나지 만 한동안 선반에서 익어야 할 것입니다.”
.어떤 일이 일어나 든, 얽힌 양자 입자와 매끄럽게 뒤틀린 시공간의 기하학 사이의 대응은“큰 새로운 통찰력”이라고 Shenker는 말했다. 고급 연구 연구소의 연구원 인 그와 그의 협력자 인 Douglas Stanford는 Shenker가“내가 이해할 수있는 간단한 기하학”이라고 부르는 것을 통해 양자 혼돈의 복잡한 문제를 해결할 수있었습니다.
.확실히, ER =EPR은 아직 어떤 종류의 공간이나 어떤 종류의 얽힘에도 적용되지 않습니다. 특별한 유형의 얽힘과 특별한 유형의 웜홀이 필요합니다. Marolf는“Lenny와 Juan은 이것을 완전히 알고 있습니다. ER =EPR은 매우 구체적인 상황에서 작동하지만 Amps는 방화벽이 훨씬 더 넓은 도전을 제시한다고 주장합니다.
.Polchinski 및 다른 사람들과 마찬가지로 Marolf는 ER =EPR이 표준 양자 역학을 수정한다고 걱정합니다. Marolf는“많은 사람들이 ER =EPR 추측에 정말로 관심이 있습니다. "하지만 레니와 후안 외에는 아무도 그것이 무엇인지 이해하지 못한다는 느낌이 있습니다." 그래도“현장에있는 흥미로운 시간입니다.”
2015 년 4 월 27 일의 설명 :이 기사는 최대 얽힌 입자만이 일부일처 제 얽힘을 가져야한다는 것을 명확히하기 위해 변경되었습니다.
이 시리즈의 파트 2는 얽힘이 시공간을 건설 할 수있는 방법에 대한 세부 사항을 탐구하고 4 월 28 일 화요일에 나타납니다.
