1985 년 Carl Sagan이 소설을 썼을 때 접촉 , 그는 주인공 엘리 애로우 박사를 지구에서 스타 베가 (Vega)로 신속하게 운송해야했습니다. 그는 그녀가 블랙홀에 들어가서 연간으로 나가도록했지만, 이것이 의미가 있는지 알지 못했습니다. 코넬 대학 천체 물리학 자이자 텔레비전 스타는 캘리포니아 기술 연구소 (이달 초 노벨상을 수상한)의 블랙홀 전문가 인 친구 Kip Thorne과 상담했습니다. Thorne은 Arroway가 블랙홀을 통해 Vega에 도착할 수 없다는 것을 알고 있었는데, 이는 언어가 떨어지는 것을 덫을 놓고 파괴하는 것으로 생각됩니다. 그러나 그녀는 Albert Einstein의 일반적인 상대성 이론과 일치하는 다른 종류의 구멍을 활용할 수 있다는 것을 알았습니다. 터널 또는 "웜홀"은 우주 시간에 먼 위치를 연결했습니다.
.가장 단순한 이론적 벌레 구멍은 즉시 붕괴되고 사라지는 것이라면, 아무것도 통과 할 수 있기 전에 사라지지만, Thorne은 "무한히 고급"공상 과학 문명이 무언가 또는 누군가가 그것을 가로 질러 오랫동안 오랫동안 웜홀을 안정화시킬 수 있는지 궁금해했습니다. 그는 그러한 문명이 실제로 붕괴 경향에 대응하는“이국적인 물질”으로 벌레 구멍의 목을 일치시킬 수 있다고 생각했다. 이 재료는 부정적인 에너지를 가지고 있으며, 이는 방사선을 편향시키고 시공간 자체를 제외 할 것입니다. Sagan은 접촉 에서 트릭을 사용했습니다 , 이국적인 자료의 발명을 이전에 잃어버린 문명으로 인한 것입니다. 한편,이 세부 사항들은 트래버스 가능한 벌레 구멍과 이론적 영향을 탐구하는 데 몇 년을 보냈던 Thorne, 그의 학생 및 많은 물리학 자들을 매료시켰다. 그들은이 웜홀이 타임 머신 역할을하여 시간 여행 역설을 불러 일으킬 수 있음을 발견했습니다. 이국적인 자료가 본질적으로 금지되어 있다는 증거.
수십 년 후, 이국적인 물질이없고 물리학 자들이 블랙홀에 대한 당황스러운 역설을 해결하도록 돕는 잠재력으로 가득 찬 새로운 종의 통과 가능한 벌레 홀이 등장했습니다. 이 역설은 접촉의 초기 초안을 괴롭힌 바로 그 문제입니다. 그리고 Thorne은 처음부터 가로 질 수있는 벌레 구멍을 고려하게했다. 즉, 블랙홀에 빠지는 것들이 흔적없이 사라지는 것처럼 보입니다. 이 정보의 총 지우기는 양자 역학의 규칙을 어기므로 최근 몇 년 동안 일부는 블랙홀 내부가 실제로 존재하지 않는다고 주장한 전문가들을 퍼즐로 만듭니다. 그 공간과 시간은 이상하게 지평선에서 끝납니다.
.작년의 결과는 작년에 이국적인 재료의 삽입이 필요하지 않은 최초의 통과 가능한 웜홀을보고 한 논문으로 시작되었습니다. 대신, 하버드 대학교의 핑 가오 (Ping Gao)와 스탠포드 대학 (Stanford University)의 아론 월 (Aron Wall)에 따르면 벌레 홀 (Wormhole)의 목구멍의 반발 성 부정적인 에너지는 웜홀의 두 입을 형성하는 블랙홀 쌍 사이의 특별한 양자 연결에 의해 외부에서 생성 될 수 있습니다. 블랙홀이 올바른 방식으로 연결되면, 웜홀을 따라 하나에 던져진 무언가가 삐걱 거리며 외부 우주의 특정 사건을 따라 두 번째를 종료합니다. 놀랍게도, Gao, Jafferis 및 Wall은 그들의 시나리오가 양자 암호화의 핵심이며 실험실 실험에서 입증 될 수있는 Quantum Teleportation이라는 프로세스와 수학적으로 동일하다는 것을 알아 차렸다.
.Caltech의 블랙홀이자 양자 중력 전문가 인 John Preskill은 새로운 통과 가능한 웜홀이 블랙홀 정보 역설과 블랙홀 내부에 영향을 미쳤다고 말했다. "내가 정말로 좋아하는 것은 관찰자가 블랙홀에 들어가서 그녀가 본 것에 대해 탈출 할 수 있다는 것입니다." 이것은 블랙홀 내부가 실제로 존재한다는 것을 암시하고, 그는 들어가야한다고 설명했다.
암호 방정식
New Wormhole 작업은 2013 년 Jafferis가 한국의 Strings Conference에서 흥미로운 대화에 참석 한 2013 년에 시작되었습니다. 뉴저지 프린스턴에있는 고급 연구 연구소의 물리학 교수 인 Juan Maldacena는 최근 다양한 힌트와 논증을 바탕으로“ER =EPR”을 기반으로 결론을 내 렸습니다. 즉, 시공간의 먼 지점 사이의 벌레 구멍은 가장 간단한 아인슈타인-로스 또는 "er"교량이라고 불리는 가장 간단한 것은 아인슈타인-포도 폴스 스키-로지 또는 "epr"쌍으로도 알려진 얽힌 양자 입자와 동일합니다 (일부는 정의되지 않은 방식으로). Maldacena와 Stanford의 Leonard Susskind가 제기 한 ER =EPR 추측은 일반적인 상대성 이론에 의해 지배되는 시공간 지오메트리를 묶음으로써 "
"라고 불리는 분리 아파트 입자들 사이에 시공간 지오메트리를 묶음으로써 악명 높은 블랙홀 정보 역설의 현대 화신을 해결하려는 시도였습니다.역설은 1974 년 이래 영국의 물리학 자 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)이 블랙홀이 증발한다고 판단하여 현재“호킹 방사선”으로 알려진 입자 형태로 천천히 열을 제공했다. 호킹은이 열이 완전히 무작위라고 계산했다. 블랙홀 내용에 대한 정보가 포함되어 있지 않습니다. 블랙홀이 존재하지 않아서 우주의 모든 것에 대한 우주의 기록도 마찬가지입니다. 이것은 입자가 상호 작용할 때 그것에 대한 정보를 잃어 버리지 않으며, 우주의 양자 진화에서 시간의 화살을 뒤집어 놓으면 과거의 정확한 재창조에 대한 비산을 볼 수 있도록 "단위"라는 원칙을 위반합니다.
거의 모든 사람들이 단가를 믿는다. 이는 정보가 블랙홀을 피해야한다는 것을 의미하지만 어떻게? 지난 5 년 동안, 산타 바바라 (Santa Barbara) 캘리포니아 대학교 (University of California)의 조셉 폴친 스키 (Joseph Polchinski)는 블랙홀이 전혀 내부가없는 빈 껍질이라고 주장했다.
많은 이론가들은 블랙홀 인테리어 (그리고 그들의 지평을 가로 질러 온화한 전환)를 믿지만 이해하려면 내부에 해당하는 정보의 운명을 발견해야합니다. 이것은 중력의 양자 이론을 구축하는 데 중요합니다. Quantum과 시공간에 대한 오랫동안 찾는 자연에 대한 연합의 연합은 블랙홀 인테리어에서 가장 날카로운 구호로 이루어지며 극단적 인 중력이 양자 규모로 작용합니다.
.양자 중력 연결은 Maldacena와 나중에 Jafferis, er =epr 아이디어와 벌레 구멍에 그려진 것입니다. ER =EPR에 의해 제기 된 시공간에서 터널과 양자 얽힘 사이의 묵시적 관계는 공간이 양자 얽힘에 의해 본질적으로 존재한다는 대중적인 최근의 믿음으로 공명했다. 웜홀은 시공간에 함께 스티칭하고 블랙홀 정보를 블랙홀에서 벗어나게하는 데 역할을하는 것처럼 보였습니다. 그러나 어떻게 작동할까요? Jafferis는 Maldacena가 그의 비밀 방정식과 그것에 대한 증거에 대해 이야기하는 것을 들었을 때, 그는 표준 ER Wormhole이 불안정하고 송전 할 수 없다는 것을 알고있었습니다. 그러나 그는 Maldacena의 이원성이 Thorne과 다른 사람들이 수십 년 전에 연주 한 것과 같은 통과 가능한 벌레 구멍에 어떤 의미가 있는지 궁금했습니다. 한국 대화 3 년 후 Jafferis와 그의 공동 작업자 Gao와 Wall은 그들의 대답을 발표했습니다. 이 작업은 표준 웜홀과 한 쌍의 얽힌 입자가 아니라 ER =EPR 아이디어를 동일시하지만, 가로 질 수있는 웜홀 및 양자 순간 이동 :1993 년에 양자 시스템이 다른 곳에서 사라지고 다시 나타나지 못하게하는 프로토콜.
.Maldacena가 Gao, Jafferis 및 Wall의 논문을 읽었을 때,“정말 좋은 아이디어로 보았습니다. 누군가가 당신에게 말한 후에는 분명합니다.”라고 그는 말했습니다. Maldacena와 두 명의 공동 작업자 인 Douglas Stanford와 Zhenbin Yang은 즉시 블랙홀 정보 역설에 대한 새로운 Wormhole의 결과를 탐색하기 시작했습니다. 그들의 논문은 4 월에 나타났습니다. Stanford의 Susskind와 Ying Zhao는 7 월에 Wormhole 순간 이동에 관한 논문을 따랐습니다. 웜홀은“순간 이동이 어떻게 발생하는지에 대한 흥미로운 기하학적 그림을 제공한다”고 Maldacena는 말했다. "메시지는 실제로 웜홀을 통과합니다."
웜홀로의 다이빙
그들의 논문에서, fortschritte der physik 에 출판 된“트래버스 가능한 웜홀로의 다이빙” , Maldacena, Stanford 및 Yang은 두 개의 블랙홀을 연결하는 새로운 종류의 웜홀을 고려합니다. 부모 블랙홀과 딸은 부모가 증발 할 때 호크의 절반에서 형성된 딸입니다. 두 시스템은 가능한 한 얽혀 있습니다. 여기에서 오래된 블랙홀 정보의 운명은 분명합니다. 딸 블랙홀에서 나오는 벌레.
이번 달 IAS에서 열린 고요한 사무실에서 인터뷰를하면서 영향력있는 통찰력에 대한 기록을 가진 아르헨티나 계 미국인 인 Maldacena는 그의 급진적 인 생각을 설명했습니다. 분필이 풍부한 칠판의 오른쪽에 Maldacena는 새로운 통과 가능한 웜홀이 연결된 두 개의 블랙홀의 희미한 그림을 그렸습니다. 왼쪽에서, 그는 얽힌 양자 입자를 소유하고있는 유명한 가상 실험자 Alice와 Bob이 수행 한 양자 순간 이동 실험을 스케치했습니다. 및 b 각각. 앨리스는 qubit q 를 순간 이동시키고 싶다고 말합니다 밥에게. 그녀는 결합 된 Q 를 준비합니다 및 a, 상태를 결합한 측정 (1 또는 0 쌍의 고전 비트로 줄이면이 측정 결과를 Bob에 보냅니다. 그런 다음 이것을 b 에서 작동하기위한 열쇠로 사용할 수 있습니다. State Q 을 재창조하는 방식으로 . 양자 정보 단위가 한 곳에서 다른 곳으로 순간 이동했습니다.
Maldacena는 칠판의 오른쪽으로 향했습니다. “양자 순간 이동에 대해 내가 논의한 것과 도덕적으로 동등한 한 쌍의 블랙홀로 작업을 수행 할 수 있습니다. 그리고 그 그림 에서이 메시지는 실제로 웜홀을 통과합니다.”
앨리스가 Qubit q를 던지는 것을 말합니다 블랙홀 A. 그런 다음 그녀는 호킹 방사선의 입자, a 을 측정합니다. , 그리고 외부 우주를 통한 측정 결과를 Bob으로 전달합니다. Bob으로,이 지식을 사용하여 b 에서 작동 할 수 있습니다. , 블랙홀 B. 밥의 작전 재구성 q B에서 튀어 나오는 것처럼 보이며 A A에 빠진 입자와 완벽하게 일치하는 것처럼 보입니다. 이것이 일부 물리학자가 흥분하는 이유입니다. Gao, Jafferis 및 Wall의 Wormhole은 블랙홀에서 정보를 복구 할 수 있습니다. 그들의 논문에서, 그들은 양자 중력 이론가들에게 유용하지만 비현실적인 놀이터 역할을하는 부정적인 구부러진 시공간 지오메트리에 웜홀을 설치했습니다. 그러나 그들의 벌레 홀 아이디어는 두 개의 블랙홀이 올바른 방식으로 결합되는 한 실제 세계로 확장되는 것 같습니다.“그들은 인과 적으로 연결되어야하며 우리가 취한 상호 작용의 본질은 상상할 수있는 가장 간단한 것입니다. 블랙홀 중 하나에서 호킹 방사선이 다른 곳에 빠지게되면, 두 개의 블랙홀이 얽히고, 한쪽으로 떨어지는 양자 정보가 다른 사람을 빠져 나갈 수 있습니다.
.Quantum-Teleportation 형식은 이러한 통과 가능한 웜홀을 시간 기계로 사용하는 것을 배제합니다. 웜홀을 통과하는 모든 것은 밥의 블랙홀을 종료하기 전에 앨리스의 메시지가 외부 우주로 밥으로 이동할 때까지 기다려야하므로 웜홀은 시간 여행을 위해 악용 될 수있는 초강대민 부스트를 제공하지 않습니다. 속도 이점을 제공하지 않는 한 가버스트 가능한 웜홀이 본질적으로 허용 될 수 있습니다. Gao, Jafferis 및 Wall은“은행 대출을받는 것과 같습니다.”Gao, Jafferis 및 Wall은 다음과 같이 썼습니다.
순진한 문어
Preskill에 따르면 트래버스 가능한 웜홀은 우주 여행에 혁명을 일으키지 않지만 새로운 웜홀 발견은 블랙홀 지평에 방화벽이 없음을 제안함으로써 블랙홀 방화벽 문제에 대한“유망한 해상도”를 제공합니다. Preskill 은이 디스커버리가“우리가 '블랙홀 보완성'이라고 부르는 것을 구출했으며, 이는 블랙홀의 내부와 외부가 실제로 두 가지 다른 시스템이 아니라 동일한 시스템을 보는 매우 다르고 보완적인 두 가지 방법이라는 것을 의미합니다. 널리 가정 된 바와 같이 상보성이 유지되면 한 영역에서 다른 영역에서 다른 영역으로 블랙홀 지평을 가로 질러 전달하면 접촉 Ellie Arroway는 이상한 것을 눈치 채지 못할 것입니다. 특정 조건에서 그녀가 가오 자 페리스 벽 벌레 홀을 통해 끝까지 미끄러질 수 있다면
웜홀은 또한 적어도 얽힌 블랙홀을 연구하는 것에 대해 정보를 잃어버린 원칙 인 단위를 보호합니다. Preskill은“한 블랙홀에 빠지는 것이 결국 다른 블랙홀에 빠지면 다른 블랙홀이 다른 하나를 빠져 나옵니다. Preskill은“어떤 의미에서는 블랙홀 내부의 매우 스크램블 된 사본을 생각할 수 있습니다.”
.Preskill은 그들의 논리적 결론에 대한 결과를 얻었을 때, (적어도 무한한 진보 된 문명이) 방사선을 조작하여 이러한 블랙홀 중 하나의 내부에 영향을 미칠 수 있어야한다고 생각합니다. 그는“미친 소리”라고 이메일로 썼지 만“우리가 블랙홀 (EPR)과 얽힌 방사선을 생각할 수 있다면 웜홀 (Wormholes)에 의해 블랙홀 내부에 연결되어 있다면 말이 될 수 있습니다. 그런 다음 방사선을 간질이면 블랙홀 내부에서 읽을 수있는 메시지를 보낼 수 있습니다!” 그는 이렇게 덧붙였다.“하지만 우리는 여전히이 그림을 더 자세히 살리기 전에 갈 길이 있습니다. "
.실제로, 장애물은 모든 양자 정보의 운명 또는 er =epr의 의미에 대한 진술로 새로운 웜홀 결과를 일반화하려는 노력에 남아 있습니다.
ER =EPR을 제안하는 Maldacena와 Susskind의 논문에는 "옥토퍼스"로 알려진 스케치가 포함되어 있습니다. 촉수와 같은 웜홀이있는 블랙홀은 멀리 떨어진 호킹 입자를 증발 시켰습니다. 저자는 스케치가“블랙홀과 호킹 방사선 사이의 얽힘 패턴을 보여줍니다. 우리는이 얽힘이 블랙홀의 내부 형상으로 이어질 것으로 기대합니다.”
.그러나 1990 년대 이후 웜홀을 공부 한 뉴질랜드 웰링턴 빅토리아 대학교의 수학자이자 일반 관계 전문가 인 Matt Visser에 따르면, 문어 사진에 대한 가장 문자적인 독서는 효과가 없습니다. 단일 호킹 입자로 형성된 벌레 홀의 목구멍은 너무 얇아서 큐 비트가 결코 맞을 수 없습니다. Visser는“통과 가능한 벌레 구멍 목은 목이 반경보다 작은 크기의 패킷을 흔들기에만 '투명'합니다. "라고 Visser는 설명했습니다. "큰 웨이브 패킷은 단순히 다른쪽으로 건너지 않고 작은 벌레 구멍 목을 튀어 나올 것입니다."
.Maldacena와 Yang과 최근 논문을 공동 저술 한 Stanford는 이것이 호킹 방사선의 각 입자가 자체 촉수와 같은 웜홀을 가지고있는 ER =EPR 아이디어에 대한 가장 간단한 해석의 문제라는 것을 인정했습니다. 그러나 그와 다른 사람들이 염두에두고있는 ER =EPR에 대한보다 투기적인 해석은 이러한 실패로 어려움을 겪지 않습니다. Stanford는“이 가로질 수있는 벌레 홀을 사용하여 호킹 방사선에서 정보를 복구하기 위해서는 호킹 방사선을 모아 복잡한 방식으로 행동해야한다는 것입니다. 이 복잡한 집단 측정은 들어온 입자에 대한 정보를 보여줍니다. 그는“작고 도움이되지 않는 문어 촉수에서 크고 통과 할 수있는 웜홀을 만드는 효과가 있다고 그는 말했다. 그런 다음이 큰 벌레 구멍을 통해 정보가 전파됩니다.” Maldacena는 간단히 말해서, 양자 중력의 이론은 ER이 EPR과 같은 새로운 일반화 된 지오메트리 개념을 가질 수 있다고 덧붙였다. "우리는 양자 중력 이이 원칙에 순종해야한다고 생각한다"고 그는 말했다. "우리는 그것을 이론에 대한 가이드로 더 많이 본다."
그의 1994 년 인기 과학 도서 블랙홀과 타임 워프 Kip Thorne은 Wormhole Research와 관련된 추론 스타일을 축하했습니다. "어떤 유형의 사고 실험은 Carl Sagan의 전화 통화가 나에게 유발 된 유형보다 물리 법칙을 더 강하게 밀어 넣지 않습니다."라고 그는 썼습니다. “물리학 법칙은 어떤 일이 무한히 고급 문명을 허용하고, 법률이 어떤 일을 금지 하는가? '
