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왜 Stephen Hawking의 블랙홀 퍼즐이 수수께끼를 유지 하는가


오늘 76 세에 사망 한 유명한 영국 물리학 자 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)은 베팅 맨이었으며 이론 물리학의 주요 질문에 대해 동료들과 정기적으로 친근한 베팅을 시작했습니다. 오늘 트위터에서 캘리포니아 기술 연구소 (California Institute of Technology)의 물리학자인 존 프레 스킬 (John Preskill)은“스티븐과 나는 처음 만났을 때 그가 처음 만났다는 것을 알았습니다. "그래서 과학적 토론의 한가운데서 나는 스티븐이 그의 눈으로 반응하면서‘베팅하고 싶니?"

그리고 그들이 한 내기. 1991 년에 Hawking과 Kip Thorne은 블랙홀에 빠지는 정보가 파괴되어 검색 될 수 없다고 Preskill에 베팅했습니다. 블랙홀 정보 역설이라고 불리는이 전망은 Hawking의 랜드 마크 1974 년 1974 년 블랙홀에 대한 발견, 즉 피할 수없는 중력 지역에 대한 발견에서 시공간 곡선이 특이점으로 알려진 중심점을 향해 가파르게 가파르게 가파르게 이어집니다. 호킹은 블랙홀이 진정으로 검은 색이 아니라는 것을 보여주었습니다. 양자 불확실성으로 인해“매 킹 방사선”이라는 소량의 열을 방출하게됩니다. 그들은 그 과정에서 질량을 잃고 궁극적으로 증발합니다. 이 증발은 역설로 이어집니다. 블랙홀에 빠지는 모든 것은 영원히 잃어버린 것처럼 보일 것입니다.

Hawking과 Thorne은 블랙홀에 의해 방출 된 방사선이 원칙적으로 심지어 그 안에 떨어진 것에 대한 유용한 정보를 회수하기에는 너무 절망적으로 뒤덮 일 것이라고 주장했다. Preskill은 물리학 자들이 아마도 어떻게 든 이런 일이 일어날 수있는 메커니즘을 이해하기 위해 양자 중력에 대한 완전한 양자 이론이 필요할지라도 어떻게 든 블랙홀을 탈출한다고 베팅합니다.

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물리학 자들은 2004 년에 블랙홀 보완의 개념으로 역설을 해결했다고 생각했다. 이 제안에 따르면, 블랙홀의 이벤트 지평을 가로 지르는 정보는 모두 반영되어 내부를 지나가고 탈출하지 않습니다. 단일 관찰자는 블랙홀의 수평선 내부와 외부에있을 수 없기 때문에 아무도 두 상황을 동시에 목격 할 수 없으며 모순이 발생하지 않습니다. 이 주장은 호킹이 베팅을 인정하도록 설득하기에 충분했다. 2004 년 7 월 아일랜드 더블린에서 열린 대화에서 그는 Preskill을 Total Baseball :The Ultimate Baseball Encyclopedia 제 8 판을 선보였습니다. ,“어떤 정보에서 마음대로 검색 할 수 있습니다.”



그러나 Thorne은 인정을 거부했으며, 그렇게하는 것이 옳은 것 같습니다. 2012 년에는 역설에 대한 새로운 비틀림이 나타났습니다. 아무도 블랙홀에서 정보가 어떻게 나올지 정확히 설명한 사람은 없었으며, 특정 메커니즘이 부족하여 조셉 폴친 스키 (Joseph Polchinski)와 3 명의 동료가 문제를 다시 방문하도록 영감을주었습니다. 기존의 지혜는 누군가가 일단 사건의 지평을 지나가면, 특이점을 향해 떨어지면서 극한의 중력에 의해 천천히 분리 될 것이라고 오랫동안 잡았습니다. Polchinski와 그의 공동 저자는 대신에, 널리 퍼진 관찰자들은 이벤트 호라이즌에서 문자 그대로 불의 벽을 만날 것이라고 주장했다.

방화벽 퍼즐의 중심에는 세 가지 기본 가정 사이의 충돌이 있습니다. 첫 번째는 Albert Einstein의 일반적인 상대성 이론의 동등성 원칙입니다. 중력으로 인한 가속도와 로켓의 가속도 사이에는 차이가 없기 때문에 Alice라는 우주 비행사는 블랙홀 지평을 가로 질러 아무것도 느끼지 않아야합니다. 두 번째는 단일성이며, 이는 정보를 파괴 할 수 없음을 의미합니다. 마지막으로, 공간의 특정 지점에서 발생하는 사건은 근처의 지점에만 영향을 줄 수 있다는 지역이 있습니다. 이것은 신체 법칙이 블랙홀 내 어느 시점에서 나오더라도, 특이점이나 이벤트 지평에서 블랙홀에서 멀리 떨어져있는대로 작동해야 함을 의미합니다.

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역설을 해결하기 위해서는 세 가지 가정 중 하나를 희생해야하며 아무도 도끼를 가져와야하는 것에 대해 아무도 동의 할 수 없습니다. 가장 간단한 솔루션은 이벤트 수평선에서 동등성 원리를 분해하여 방화벽을 일으키는 것입니다. 그러나 그 후 몇 년 동안 다른 몇 가지 가능한 해결책이 제안되었습니다.



예를 들어, 오하이오 주립 대학의 현악기 이론가 인 Samir Mathur는 방화벽 종이 몇 년 전에 블랙홀 퍼즈 볼이라는 개념과 비슷한 문제를 제기했습니다. 퍼즈 볼은 전통적인 블랙홀처럼 비어 있지 않습니다. 그들은 줄로 가득 차 있으며 (현악 이론의 종류) 별이나 행성과 같은 표면이 있습니다. 그들은 또한 방사선 형태로 열을 방출합니다. Mathur가 발견 한 방사선의 스펙트럼은 매혹 방사선의 예측과 정확히 일치합니다. 그의“퍼즈 볼 추측”은 그것을 환상으로 선언함으로써 역설을 해결합니다. 이벤트 지평이 없다면 이벤트 지평을 넘어 정보를 어떻게 손실 할 수 있습니까?

Hawking 자신은 2014 년 1 월 말 Scientific Preprint 사이트 arxiv.org에 게시 된 2 페이지의 방정식 용지를 통해 비슷한 라인을 따라 방화벽 토론에 무게를 두었습니다. 그는 이벤트 지평을 다시 생각할 것을 제안했다. 그는 아무것도 탈출 할 수없는 하늘의 명확한 선 대신에“명백한 수평선”이있을 수 있다고 제안했다. 정보는 일시적으로 그 지평 뒤에만 제한됩니다. 정보는 결국 탈출하지만, 그런 뒤덮인 형태로 해석 될 수 없다. 그는 업무를 일기 예보에 비유했습니다.“며칠 전에 날씨를 예측할 수 없습니다.”

2013 년, 스탠포드 대학교의 이론 물리학 자, 고급 연구 연구소 (Instit 이 아이디어에 따르면, 아마도 우리가 시공간에서 멀리 떨어져 있다고 생각하는 것은 결국 그리 멀지 않을 것입니다. 아마도 얽힘은 보이지 않는 미세한 웜홀을 생성하여 겉보기에 먼 지점을 연결합니다. 낙지처럼 약간 형성되어, 그러한 벌레 홀은 블랙홀 내부를 호킹 방사선에 직접 연결하여 구멍 내부의 입자는 오래 전에 탈출 한 입자와 직접 연결되어 이벤트 수평선을 통과 할 수있는 정보가 필요하지 않습니다.

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물리학 자들은 아직 제안 된 솔루션 중 하나에 대한 합의에 도달하지 못했습니다. Hawking의 독특한 천재에 대한 찬사로, 그의 작품이 처음 제안한 후 수십 년 동안 블랙홀 정보 역설에 대해 계속 논쟁하고 있습니다.



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