String Theory의 선구자 인 Leonard Susskind, 홀로그램 원리 및 지난 반세기에 걸친 다른 큰 물리 아이디어는 블랙홀에 대한 중요한 퍼즐에 대한 해결책을 제안했습니다. 문제는이 신비 롭고 보이지 않는 구체가 외부에서 볼 수 있듯이 일정한 크기를 유지하는 것처럼 보이지만, 인테리어는 본질적으로 영원히 볼륨이 계속 증가한다는 것입니다. 이것이 어떻게 가능합니까?
78 세의 스탠포드 대학교 교수와 그의 협력자들은 최근의 논문과 대화에서 블랙홀이 꾸준히 증가하고 있기 때문에 볼륨이 증가하고 있다고 추측한다.
블랙홀은 빛조차도 탈출 할 수없는 극한의 중력의 구형 영역입니다. 한 세기 전 Albert Einstein의 일반적인 상대성 이론에 대한 충격적인 해결책으로 처음 발견 된 이후 우주 전역에서 발견되었습니다. (그들은 일반적으로 죽은 별의 내부 중력 붕괴에서 형성됩니다.) 아인슈타인의 이론은 시공간의 곡선, 우주의 4 차원 직물의 곡선과 중력의 힘을 동일시하지만, 블랙홀에서는 중력이 너무 강해져 시공간 직물이 파손 지점을 향해 구부러집니다.
.일반 상대성에 따르면 내부 중력 붕괴는 결코 멈추지 않습니다. 비록 외부에서 블랙홀은 일정한 크기를 유지하는 것처럼 보이며, 새로운 것들이 빠질 때만 약간 확장되며, 공간이 중심 지점을 향해 뻗어있을 때 내부 볼륨이 더 커지고 더 커집니다. 이 영원한 성장에 대한 단순화 된 그림을 위해, 블랙홀이 시공간의 직물을 나타내는 2 차원 시트에서 아래쪽으로 연장되는 깔때기로 상상해보십시오. 깔때기는 점점 더 깊어 지므로, 충격적인 물건은 바닥에서 신비한 특이점에 결코 도달하지 못합니다. 실제로, 블랙홀은 세 가지 공간 방향에서 안쪽으로 뻗어있는 깔때기입니다. 구형 경계는“이벤트 수평선”이라고 불리는 주변을 둘러싸고 있습니다.
적어도 1970 년대부터 물리학 자들은 블랙홀이 우주의 다른 모든 것과 마찬가지로 어떤 종류의 양자 시스템이어야한다는 것을 인식했습니다. 아인슈타인의 이론이 내부에서 우주 시간에 뒤틀린 시공간으로 묘사 한 것은 아마도 아마도 "중력"이라는 "중력"이라는 방대한 수의 중력 입자의 집단 상태 일 것입니다. 이 경우 블랙홀의 알려진 모든 특성은이 양자 시스템의 특성을 추적해야합니다.
실제로 1972 년 이스라엘 물리학 자 제이콥 베켄 슈타인 (Jacob Bekenstein)은 블랙홀의 구형 사건 지평의 영역이“엔트로피”에 해당한다는 것을 알아 냈습니다. 이것은 블랙홀 내부의 모든 입자의 다른 가능한 미세한 배열의 수입니다. 또는 현대 이론가들이 설명 할 때, 블랙홀의 정보를위한 저장 용량입니다.
.Bekenstein의 통찰력으로 Stephen Hawking은 2 년 후 블랙홀에 온도가있어 열을 방출한다는 것을 깨달았습니다. 이 방사선은 블랙홀이 천천히 증발하여 매우 논란의 여지가있는 "블랙홀 정보 역설"을 일으켜 블랙홀에 빠지는 정보에 어떤 일이 발생하는지 묻습니다. 양자 역학은 우주가 과거에 대한 모든 정보를 보존한다고 말합니다. 그러나 중심 특이점을 향해 영원히 미끄러지는 것처럼 보이는 내용에 대한 정보는 어떻게 증발합니까?
블랙홀의 표면적과 정보 내용 사이의 관계는 양자 중력 연구원을 수십 년 동안 바쁘게 유지했습니다. 그러나 내부의 증가하는 양은 양자 용어로 무엇에 해당 하는가? Susskind는“어떤 이유로 든 몇 년 동안 나 자신을 포함하여 아무도 그 의미에 대해 정말로 많이 생각하지 않았습니다. “성장하는 것은 무엇입니까? 그것은 블랙홀 물리학의 주요 퍼즐 중 하나 였을 것입니다.”
최근 몇 년 동안, 양자 컴퓨팅의 부상으로 물리학 자들은 마치 양자 컴퓨터 인 것처럼 정보 처리 능력을 연구하여 블랙홀과 같은 물리적 시스템에 대한 새로운 통찰력을 얻고 있습니다. 이 각도는 Susskind와 그의 공동 작업자를 이끌었습니다. 이론가들은 변화하는 것은 블랙홀의“복잡성”이라고 말합니다. 현재 블랙홀의 초기 양자 상태를 회수하는 데 필요한 계산 수의 척도는 현재 형성됩니다. 형성 후, 블랙홀 내부의 입자가 서로 상호 작용함에 따라, 초기 상태에 대한 정보는 더욱 스크램블됩니다. 결과적으로, 그들의 복잡성은 지속적으로 자랍니다.
Susskind와 그의 공동 작업자는 블랙홀을 홀로그램으로 나타내는 장난감 모델을 사용하여 블랙홀의 복잡성과 양이 동일한 속도로 자라며, 하나가 다른 사람이 기초가 될 수 있다는 아이디어를지지한다는 것을 보여주었습니다. 그리고 Bekenstein은 블랙홀이 표면적이 주어진 최대 정보를 저장한다고 계산했지만 Susskind의 연구 결과는 물리 법칙에 의해 허용 가능한 가장 빠른 속도로 복잡성이 증가한다고 제안합니다.
.양자 정보 이론을 사용하여 블랙홀을 연구하는 California Institute of Technology의 이론 물리학자인 John Preskill은 Susskind의 아이디어가 매우 흥미 롭습니다. Preskill은“컴퓨터 과학자가 생각할 수있는 많은 것들이 많고 일반적인 물리학 자의 속임수의 일부가 아닌 컴퓨터 복잡성이라는 개념이 정말 멋지다.
연구원들은 여전히 Susskind의 논문의 의미에 대해 수수께끼를 낳고 있습니다. 스탠포드 (Stanford)의 이론가 인 아론 월 (Aron Wall) (곧 케임브리지 대학교로 이사)은“제안은 흥미 진진하지만 여전히 투기적이고 정확하지 않을 수도있다”고 말했다. 한 가지 과제는 블랙홀의 맥락에서 복잡성을 정의하는 것이라고 Wall은 양자 상호 작용의 복잡성이 공간 부피를 야기 할 수있는 방법을 명확히하기 위해
는 말했다.뉴저지 주 프린스턴의 고급 연구 연구소 (Institute for Advanced Study)의 블랙홀 전문가 인 더글러스 스탠포드 (Douglas Stanford)에 따르면,“블랙홀에는 매우 오랫동안 시간을 유지하는 내부 시계가 있다는 것입니다. 그는 일반 양자 시스템의 경우, 이것은 국가의 복잡성입니다. 블랙홀의 경우 수평선 뒤에있는 지역의 크기입니다.”
복잡성이 블랙홀에서 공간 부피의 기초가된다면, Susskind는 일반적으로 우주론에 대한 우리의 이해에 대한 결과를 구상합니다. “시간이 지남에 따라 성장하는 것은 블랙홀 내부만이 아닙니다. 우주론의 공간은 시간이 지남에 따라 자랍니다.”라고 그는 말했다. “우주의 우주 학적 성장이 일종의 복잡성의 성장과 관련이 있는지 매우 흥미로운 질문이라고 생각합니다. 우주의 진화 인 우주 시계가 복잡성의 진화와 관련이 있는지 여부. 그곳에서 답을 모르겠습니다.”
