Wprowadzenie
W sierpniu 2013 roku dziesiątki renomowanych fizyków teoretyków zebrało się w Santa Barbara w Kalifornii, aby omówić kryzys. Ich wątłe rozumienie czarnych dziur rozpadało się. Oglądana z daleka, jak przez teleskop, czarna dziura powinna zachowywać się jak planeta, gwiazda lub inny konglomerat cząstek elementarnych. Ale jeśli fizycy wierzyli w prace Alberta Einsteina, tak jak większość z nich, to gdy patrzyli na czarną dziurę z punktu widzenia kogoś znajdującego się tuż za jej granicą, dochodziło do niemożliwych konsekwencji.
Eksperyment myślowy przeprowadzony w poprzednim roku zaostrzył to zderzenie perspektyw, nagle kończąc dwudziestoletni rozejm między tymi, którzy uważali, że widok zewnętrzny jest fundamentalny, a tymi, którzy skupiali się na spojrzeniu od wewnątrz. Nagle wszystkie rodzaje świętych przekonań fizycznych stały się przedmiotem debaty. Osoby stojące za tym eksperymentem myślowym desperacko sugerowały, że wnętrza czarnych dziur mogą po prostu nie istnieć — że czasoprzestrzeń kończy się na krawędzi czarnej dziury w dosłownie ściana ognia.
Jako rozszerzenie tego myślenia, jeden z uczestników konferencji zasugerował nawet, głównie w żartach, że paradoks wydaje się sugerować, że znane prawa fizyki mogą po prostu załamać się wszędzie i przez cały czas, co zasłużyło na śmiech w piwnicy komedii . Jeden z młodszych uczestników, Daniela Harlowa, wziął mikrofon i zareagował jednym niedowierzającym „Koleś”, po czym skierował rozmowę z powrotem na mniej heretyckie tory.
„Była tylko burza mózgów”, powiedział Patricka Haydena, informatyk, który został fizykiem na Uniwersytecie Stanforda. „Gotowość ludzi do wychodzenia z szalonymi pomysłami była szokująca”.
Po kolejnej dekadzie kłótni i kalkulacji Harlow, obecnie starszy fizyk w Massachusetts Institute of Technology, wierzy, że on i zespół dobrze zapowiadających się teoretyków w końcu znaleźli sposób, a przynajmniej sposób na wyrównanie powierzchni zewnętrznej do kwadratu. i widoki wnętrza. W ten sposób ustanowili coś w rodzaju odprężenia między walczącymi światami teorii względności i teorii kwantowej. Ich rozwiązanie, które łączy w sobie odległe idee z kwantowej teorii informacji i przełomowe wyliczenia z 2019 r, to przyprawiająca o ból głowy i z trudem wygrana próba posiadania tego, co na zewnątrz i zachowania dużej części tego, co wewnątrz.
„Udało im się pokazać, że przynajmniej w zasadzie to napięcie można rozwiązać” – powiedział Toma Hartmana, fizyk z Cornell University, który odkrył sztandarową cechę swojej teorii w innym modelu grawitacji.
Wprowadzenie
Podczas gdy ich procedura działa obecnie tylko z karykaturą czarnej dziury bez kości, pozwala uchwycić wiele osobliwych cech zapadniętych gwiazd. Jeśli odnosi się to do prawdziwych czarnych dziur, ostatecznie odpowie na szereg klasycznych pytań dotyczących czarnej dziury, od tego, czego doświadczyłby astronauta, wpadając do czarnej dziury, po ostateczny los informacji zawartych w układzie jej cząsteczek.
„To w pewnym stopniu reprezentuje koniec rewolucji, a nie początek” – powiedział Geoffa Peningtona, fizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i współautor nowej pracy.
"To jest bardzo ekscytujące. To może być błędne, ale myślę, że to jest właściwa esencja” – powiedział Olivera DeWolfe'a, fizyk z University of Colorado, Boulder i jeden z nielicznych badaczy, którzy zbudowali w zeszłym roku propozycję Harlowa i firmy.
Grupa stara się ocalić wnętrze czarnej dziury przed jawnym poświęceniem, zadając powierzchowną ranę: w ironiczny sposób Harlow i spółka proponują, aby znane prawa fizyki załamały się wewnątrz czarnej dziury — i być może wszędzie przez cały czas. Ale robią to w nieznany wcześniej sposób, zbyt subtelny, by ktokolwiek go zauważył. U podstaw leży ograniczenie nie wynikające z materii czy materii czasoprzestrzeni. Wynika to raczej z argumentów dotyczących złożoności — zasadniczo niekończących się możliwości zawartych w ogromnych ilościach informacji kwantowych.
Od promieniowania Hawkinga do zapór ogniowych
Jedna sesja w warsztacie w Santa Barbara była prowadzona przez głównego architekta rewolucji czarnych dziur. Przez Skype'a z jego biura w Cambridge na rozległym ekranie projektora, większym niż życie Stephen Hawking bronił poglądu, że przestrzeń i czas przetrwają we wnętrzu czarnej dziury. „Jakiś czas temu napisałem artykuł, który zapoczątkował kontrowersje, które trwają do dziś” – zaczął.
Ta kontrowersja koncentruje się wokół sposobu, w jaki czarne dziury wydają się być etapami największego aktu znikania we wszechświecie.
Hawkinga w 1974 r obliczony że wokół horyzontu zdarzeń — sfery bez powrotu otaczającej czarną dziurę — fluktuacje kwantowe tworzą pary cząstek. Jeden partner wpada do czarnej dziury, a drugi ucieka. Z biegiem czasu partnerzy gromadzą się zarówno wewnątrz czarnej dziury, jak i na zewnątrz, gdzie lecą w rozszerzającej się chmurze „promieniowania Hawkinga”.
Kłopot zaczął się od tego, że w rozumieniu mechaniki kwantowej każdy duet jest połączony splątaniem, co oznacza, że obie cząstki wspólnie przenoszą jedną jednostkę informacji. Każdy partner jest jak rewers monety, za pomocą którego można odpowiedzieć na pytanie „tak” lub „nie”. Ta pojedyncza zdolność tak lub nie nazywana jest „bitem” lub „kubitem”, jeśli obiekt może istnieć w kombinacji kwantowej zwanej superpozycją. Ale w przeciwieństwie do dwóch stron monety, splątane cząstki mogą się rozdzielić. Mimo to, jeśli jeden pomiar wykaże, że partner zewnętrzny odczytuje „reszki”, inny pomiar z pewnością wykaże, że partner wewnętrzny odczytuje „reszki”.
Wydaje się to kolidować z drugą konsekwencją obliczeń Hawkinga. Ponieważ czarna dziura promieniuje cząstkami, ostatecznie całkowicie odparowuje. Po niezliczonych eonach pozostaje tylko chmura promieniowania. Ale ponieważ każdy zewnętrzny partner dzieli jeden bit ze swoim wewnętrznym partnerem, samo promieniowanie Hawkinga ma tyle samo sensu, co skarbonka pełna jednostronnych monet. Kubity informacji wewnątrz czarnej dziury, które rejestrują życie czarnej dziury i wszystko, co do niej wpadło, pozornie znikają – niedorzeczny rozwój.
Wprowadzenie
„W porządku, dopóki te rzeczy są gdzieś w środku”, powiedział Samira Matura, fizyk z Ohio State University i jeden z koordynatorów konferencji z 2013 roku. „Ale jeśli czarna dziura zniknie, faceci na zewnątrz nie mają żadnych określonych stanów”.
Zagadkowy upadek starych czarnych dziur skłonił fizyków do przyjęcia jednego z dwóch sprzecznych poglądów, w zależności od tego, czy ich lojalność polegała na teorii zakrzywionej czasoprzestrzeni Einsteina, znanej jako ogólna teoria względności, czy na mechanice kwantowej. Hawking przez wiele lat stawiał na Einsteina. Hawking uważał, że jeśli uwięzienie cząstek i wymazanie ich kubitów naruszyło kwantowo-mechaniczny zakaz jednostronnych monet, to tym gorzej dla mechaniki kwantowej.
Inni woleli trzymać oko umysłu poza czarną dziurą. Opowiedzieli się po stronie mechaniki kwantowej, która rygorystycznie gwarantuje romantyczne przekonanie, że informacje nigdy nie są naprawdę tracone. Na przykład po spaleniu pamiętnika można wyobrazić sobie uchwycenie chmury dymu, popiołu i ciepła oraz odtworzenie utraconych zdań. Czarna dziura może rozbić cząsteczki pamiętnika gwałtowniej niż ognisko, ale zastosowanie miałaby ta sama logika. Jeśli promieniowanie Hawkinga było wszystkim, co pozostało, to informacje zawarte w tekście musiały w jakiś sposób przedostać się do niego — nieważne, że teoria czasoprzestrzeni Einsteina wymaga, aby pozostawała ona uwięziona w środku.
Ostatnim elementem paradoksu było to, że analiza Hawkinga wykazała, że promieniowanie jest całkowicie przypadkowe – pozbawione jakichkolwiek informacji do rozszyfrowania. Jego praca zasugerowała dwa sprzeczne wnioski: że czarne dziury wyparowują (co sugeruje, że promieniowanie powinno ostatecznie zabrać informacje) oraz że promieniowanie nie przenosi informacji. Obaj nie mogli mieć racji, więc większość fizyków założyła, że Hawking w jakiś sposób się pomylił.
Ale jego błąd nie był oczywisty. Hawking odkrył zarówno promieniowanie, jak i jego losowość, analizując sposób, w jaki pola kwantowe działają w delikatnie zakrzywionej czasoprzestrzeni – rygorystycznie przetestowany schemat znany jako fizyka półklasyczna. Półklasyczne podejście Hawkinga opierało się jedynie na aspektach mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności, które wydawały się bez zarzutu. Podobne metody leczenia stanowią podstawę większości współczesnych teorii, w tym słynnego Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych.
Fizycy spodziewają się, że fizyka półklasyczna załamie się, gdy grawitacja stanie się intensywna, tak jak ma to miejsce w wciąż nieodgadnionym centrum czarnej dziury, daleko poza jej horyzontem zdarzeń. Ale w przypadku dużych czarnych dziur sam horyzont zdarzeń powinien być w większości nieszkodliwy; dociekliwy i dobrze zaopatrzony astronauta mógłby wpaść i przetrwać przez długi czas, zanim spotkałby ją nieuchronny upadek w pobliżu centrum. Rzeczywiście, na horyzoncie ogromnej czarnej dziury w centrum galaktyki M87, tzw pierwsza czarna dziura aby być sfotografowanym bezpośrednio, grawitacja nie przyciąga dużo mocniej niż na Ziemi. Jeśli Hawking przyjmował błędne, półklasyczne założenia, to wszyscy inni na tej planecie również. „Jeśli prawa fizyki opisane przez [fizykę półklasyczną] działają tutaj na Ziemi” — powiedział Alexa Maloneya, fizyk z McGill University, „dlaczego nie mieliby pracować na horyzoncie zdarzeń?”
Po dziesięcioleciach debaty na temat przypuszczalnego błędu Hawkinga kilku fizyków próbowało wynegocjować rozejm między obiema stronami. w 1993 roku Leonarda Susskinda z Uniwersytetu Stanforda zaczął opowiadać się za poglądem, że nie było błędu. Z grubsza mówiąc, konflikt powstał z nierealistycznego dążenia do jednoczesnego utrzymania w umyśle zarówno wnętrza, jak i zewnętrza czarnej dziury.
Zamiast tego Susskind i współpracownicy argumentowali, że opowieść, którą powiedziałby astronauta na zewnątrz, była po prostu inna niż to, co powiedziałby astronauta spadający. Astronauta z daleka byłby świadkiem, jak ich towarzysz wpada na powierzchnię czarnej dziury, która faluje, gdy wchłania intruza. Obserwowali, jak informacje rozprzestrzeniają się po powierzchni czarnej dziury i ostatecznie skwierczą jako promieniowanie, nigdy nie znikając w środku. Jednak z perspektywy towarzyszki bezpiecznie wchodzi do czarnej dziury, gdzie zarówno ona, jak i jej informacje zostają uwięzione. Jej relacja różni się od relacji jej przyjaciółki, ale biorąc pod uwagę, że nie może zaprzeczyć ich doniesieniom, czy naprawdę jest jakiś problem? Te dwie narracje mogą być w pewnym sensie komplementarne.
„Zawsze wydawało mi się to mylące” — powiedział Scott aaronson, informatyk teoretyczny na University of Texas w Austin, ale „ludzie zdecydowali się na to przez dekadę lub dwie”.
W 2012 roku pojawiło się czterech fizyków, którzy doszczętnie spalili argument o komplementarności. Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski i James Sully — zespół powszechnie nazywany od ich inicjałów AMPS — wyszczególnił dwuetapowy eksperyment myślowy to pozwoliłoby pojedynczemu obserwatorowi zobaczyć, jak czarna dziura przechowuje informacje w dwóch miejscach jednocześnie.
Po pierwsze, astronauta na zewnątrz zbiera każdą cząstkę emitowaną przez czarną dziurę przez większość jej 1067-rok życia. Zakładając, że informacja dostaje się do promieniowania, niektórzy zewnętrzni partnerzy musieli się ze sobą splątać, nadając im określone stany. Astronauta analizuje te cząstki i potwierdza, że są splątane. „Załóżmy, że masz bardzo długi grant [na badania]”, powiedział Aaronson.
Następnie nurkuje w czarną dziurę i potwierdza, że niektórzy partnerzy, których badała na zewnątrz, są również uwikłani w partnerów w środku. Półklasyczne obliczenia Hawking wskazują, że znajdzie to, sugerując, że to, co wyglądało jak uczciwe dwustronne monety na zewnątrz czarnej dziury, ukrywa w środku nielegalną trzecią twarz.
AMPS udowodnił, że przed paradoksem Hawkinga nie da się ukryć. Niechętnie stanęli po stronie mechaniki kwantowej na zewnątrz czarnej dziury iw konsekwencji poświęcili przestrzeń wewnątrz: być może czarna dziura odparowała opadającą materię za pomocą „zapory ogniowej” na horyzoncie, uniemożliwiając wścibskim astronautom ukończenie eksperymentu. „Czarna dziura po prostu w ogóle nie ma wnętrza” — powiedział Aaronson, opisując ich wnioski. „Kiedy próbujesz wskoczyć, napotykasz koniec czasoprzestrzeni”.
Nikt nie był zadowolony z tego pomysłu, ponieważ fizyka półklasyczna nie wskazywała, że przekroczenie horyzontu powinno być czymś innym niż przekroczenie granicy między Illinois a Iowa. Społeczność zorganizowała serię warsztatów, aby znaleźć sposoby wyjścia z bałaganu, których kulminacją było Spotkanie Świętej Barbary.
„Mieliśmy zabawne kilka miesięcy, kiedy wszyscy próbowali zabić ten spór i nie odnieśli sukcesu” – powiedział Harlow.
Pośród chaosu Harlow nawiązał współpracę z Haydenem – wówczas informatykiem – aby zbadać, ile astronauta musiałby zrobić, aby faktycznie przeprowadzić eksperyment AMPS. Potraktowali czarną dziurę jako kwantowe urządzenie szyfrujące – coś, co pobiera czytelne informacje (normalną materię) i wypluwa coś, co wydaje się być zaszyfrowaną informacją (promieniowanie). W tym kontekście można sobie wyobrazić przeprowadzenie eksperymentu AMPS przy użyciu maszyny do rozszyfrowania informacji — maszyny takiej jak komputer kwantowy. A dzięki kluczowemu wynikowi pracy doktorskiej Aaronsona na temat granic obliczeń kwantowych odkryli coś ciekawego.
Czarna dziura rozbija opadającą materię na pył tak dokładnie, że gdyby astronauta zlecił komputerowi kwantowemu rozszyfrowanie promieniowania, zadanie to zajęłoby eony. Trwałoby to tak długo, że czarna dziura dawno by zniknęła, zanim pasek postępu osiągnąłby choćby ułamek 1%. A do tego czasu astronauta nie byłby w stanie wskoczyć, aby złapać informacje z zewnątrz, które oświetlają wnętrze, ponieważ wnętrze by nie istniało.
„To była obserwacja, z którą tak naprawdę nie wiedzieliśmy, co zrobić” — powiedział Harlow. „Wreszcie, 10 lat później, wiemy, co z tym zrobić”.
Jak zrobić czasoprzestrzeń na komputerze kwantowym
Po pracy z 2013 roku Harlow odłożył czarne dziury na bok, aby skupić się na prostszym problemie: samej pustej przestrzeni. Zaczął badać nierealistyczny typ odwróconej przestrzeni, znany jako przestrzeń anty-de Sittera, która również dopuszcza dwa bardzo różne opisy, podobnie jak czarne dziury.
„Jeśli wystarczająco dobrze rozumiem przestrzeń anty-de Sittera, zasugeruje to drogę do przodu, z powrotem do czarnych dziur” — przypomniał sobie Harlow. „I to rzeczywiście się sprawdziło”.
Wprowadzenie
Fizyków fascynuje przestrzeń anty-de Sittera, ponieważ zakrzywia się ona w egzotyczny sposób, który pozwala zmieścić nieskończoną objętość przestrzeni w skończonej granicy. Co jeszcze bardziej uderzające, wydaje się, że istnieje sposób na przekształcenie dowolnego zdarzenia mającego miejsce w przestrzeni anty-de Sittera w kategoriach cząstek żyjących na granicy, które działają według zupełnie innych reguł fizycznych. Na przykład układ słoneczny w centralnym obszarze anty-de Sittera można opisać jako zbiór cząstek rozproszonych wokół granicy, które podlegają tylko teorii kwantowej i nie mają żadnego poczucia grawitacji ani czasoprzestrzeni.
Głównym pytaniem Harlowa było to, w jaki sposób cząstki na granicy, które nie mają pojęcia czasoprzestrzeni, mogłyby uchwycić doświadczenie mieszkańca planety w regionie centralnym, dla którego czasoprzestrzeń jest niezaprzeczalnie ważna. Naiwnie moglibyśmy spodziewać się, że napotkamy problem, w którym zdarzenia graniczne mogą natychmiast rozbrzmiewać w środku — miejscu, w którym skutki powinny zająć trochę czasu. Z tego powodu związek między cząstkami granicznymi a centralną czasoprzestrzenią powinien być luźny, aby zmiany brzegowe nie wpływały natychmiast na środek, ale nie na tyle luźny, aby granica całkowicie traciła kontrolę nad tym, co dzieje się w centrum .
„Musisz być niezależny od wszystkich elementów systemu, ale nie niezależny od systemu, co jest jak aaargh”, powiedział Harlow, rozkładając ręce z frustracji.
W końcu Harlow zdał sobie sprawę, że grupa badaczy już rozwiązała problem. W ogóle nie myśleli o strukturze czasoprzestrzeni. Wymyślali sposoby poprawiania błędów przez komputery kwantowe.
Aby zrozumieć, w jaki sposób korekcja błędów ucieleśnia związek Złotowłosej, którego poszukiwał Harlow, rozważ prosty schemat kodowania klasycznej jednobitowej wiadomości w trzybitowej transmisji. Aby wskazać 1, nadaj 111. Aby wskazać 0, nadaj 000. Nawet jeśli wystąpi błąd, odbiorca może po prostu przyjąć głosowanie większościowe. Nadal będzie rozumiał, że 001 oznacza 0, a 011 oznacza 1. Pojedynczy błąd nie psuje wiadomości, ponieważ informacja żyje we wszystkich cyfrach. Przekaz jest niezależny od każdego pojedynczego elementu, ale nie jest niezależny od całej transmisji — właśnie tego potrzebował Harlow. Korygowanie błędów kwantowych w kubitach (w przeciwieństwie do klasycznych bitów) wymaga bardziej skomplikowanych schematów, ale te dwa problemy mają wspólną cechę rozmycia informacji między wieloma kawałkami. W 2014, Harlow współpracował z Almheiri z AMPS i Xi Dong z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, aby wyjaśnić jak kody korekcji błędów kwantowych może rozłożyć informacje czasoprzestrzenne anty-de Sittera między kubitami granicznymi.
Istota pomysłu była następująca. Wyobraź sobie centralny punkt w przestrzeni anty-de Sittera jako jednobitową wiadomość. Cząstki graniczne to cyfry transmisji. Podziel granicę na trzy łuki. Cząstki dowolnego łuku wiedzą o punktach anty-de Sittera w sąsiednim regionie. Ale nie wiedzą o punktach poza tym regionem. Żaden pojedynczy łuk nie wie o punkcie centralnym, co przypomina sytuację, w której żadna pojedyncza cyfra transmisji nie wystarcza do zrekonstruowania wiadomości.
Wprowadzenie
Ale punkt środkowy znajduje się w połączonym regionie należącym do dowolnych dwóch łuków – odzwierciedlając to, jak dwie cyfry transmisji wystarczą do odszyfrowania wiadomości. W ten sposób korekcja błędów wydawała się być odpowiednim językiem do zrozumienia pustej przestrzeni anty-de Sittera z dwóch perspektyw: albo jako waniliowej czasoprzestrzeni, albo, co intrygujące, jako zbiór bezprzestrzennych kubitów kwantowych.
Wprowadzenie
„To trochę zaskakujące” – powiedział DeWolfe. Informacje kwantowe służą nie tylko do budowy komputerów kwantowych. „Okazuje się, że są to na tyle ważne idee, że grawitacja kwantowa wydaje się z nich korzystać”.
Harlowowi udało się połączyć dwa sposoby patrzenia na czasoprzestrzeń. Jedynym problemem było to, że ramy nie spełniły swojego zamierzonego celu. Kiedy czasoprzestrzeń zawierała czarną dziurę, kwantowa korekcja błędów nie powiodła się.
Już w 2012 roku, fizycy wpadli na pomysł zajęcia się wnętrzem czarnej dziury za pomocą kodów korygujących błędy. Ale po raz kolejny sprzeczne perspektywy w obliczeniach Hawkinga zaskoczyły ich. Astronauta znajdujący się w horyzoncie zdarzeń widziałby spadających partnerów promieniowania w nieskończoność. Pojemność informacyjna czarnej dziury, jeśli wyobrazimy ją sobie jako kosmiczny dysk twardy, rośnie i rośnie przez całe jej życie.
Tymczasem astronauta poza czarną dziurą w jej złotych latach zobaczyłby, jak dosłownie kurczy się ona w miarę parowania. Aby osiągnąć aspirację wyrównania dwóch perspektyw z korekcją błędów, Harlow wydawał się potrzebować sposobu na zakodowanie rosnącego wnętrza w jego kurczącej się granicy, zadania przypominającego poproszenie marynarza o dopasowanie wiadomości „SOS” do jednoznakowej transmisji.
„Historia wykluczyła wnętrze czarnych dziur” – powiedział Krzysztof Akers, naukowiec z MIT, który jako student drugiego roku w 2016 roku zainspirował się wpływowym artykułem Harlow's dotyczącym korekcji błędów. „Dziwnie mi to pasowało, więc spędziłem dużo czasu, myśląc o tym, jak lepiej uwzględnić czarne dziury”.
Znalezienie takiego zajęłoby mu cztery lata i kolejny rok, by przekonać Harlowa, że to ma sens.
Przepis na ucieczkę informacji
Podczas gdy Harlow i Akers osobno zastanawiali się nad wnętrzem czarnej dziury, konstelacja badaczy była bliska rozbicia zewnętrznej części. Penington, wschodzący brytyjski fizyk, był jednym z kluczowych graczy. Ominął go dramat zapory ogniowej na konferencji w Santa Barbara, ponieważ w 2013 roku miał 21 lat i był w trakcie studiów licencjackich na Uniwersytecie w Cambridge.
Kiedy Penington odwiedził Stanford w 2015 roku jako potencjalny doktorant, czuł się rozdarty między studiowaniem grawitacji kwantowej a informacją kwantową do swojego doktoratu. Wtedy poznał Haydena. Penington był zaskoczony, gdy odkrył, że jego matka — Frances Kirwan, matematyk z Oksfordu — była jedną z opiekunek Haydena i że Hayden, rodowity Kanadyjczyk, pomógł jego matce zaplanować wyprawę kajakiem do wiejskich obszarów Ontario, na którą popłynął, kiedy miał 8 lat. Był jeszcze bardziej zaskoczony, gdy dowiedział się, że Hayden był w centrum wysiłków zmierzających do wyjaśnienia czarnych dziur za pomocą kubitów, łącząc dwa zainteresowania Peningtona. Para postanowiła współpracować.
Hayden i Penington zaczęli od czegoś, co uważali za abstrakcyjny problem dotyczący niedoskonałych kodów korygujących błędy, publikując bryzgający kwantowy papier informacyjny w 2017 r. Ta praca nie wspominała o czarnych dziurach ani czasoprzestrzeni, ale Następny rok przenieśli swoje kody do przestrzeni anty-de Sittera. Ostatecznie, zgodnie z formułą wypracowaną w 2014 r. przez Netty Engelhardt, kolega fizyk z tysiąclecia, Penington zaczął podejrzewać, że określony region przestrzeni anty-de Sittera śledzi entropię, wielkość związaną z pojemnością informacyjną chmury splątanego promieniowania Hawkinga, które kłębi się z czarnej dziury. Zimę 2018-2019 spędził samodzielnie dopracowując szczegóły, aby sprawdzić swoje przeczucie.
„To najtrudniejsza praca nad fizyką w moim życiu” — powiedział Penington. „Byłem na wakacjach w Meksyku w Boże Narodzenie, ale potajemnie myślałem o tym przez cały czas. Moi przyjaciele ciągle pytali: „Dlaczego jesteś taki cichy?”
Mniej więcej w tym samym czasie Engelhardt przedzierał się przez zasadniczo identyczne obliczenia. Na początku 2019 roku połączyła siły z Almheiri i Marolfem z AMPS oraz Henry'm Maxfieldem ze Stanford, aby użyć wzoru z 2014 roku, który daje entropię w sytuacji związanej z grawitacją, do zbadania informacji w splątanym promieniowaniu poza czarną dziurą.
Obie drużyny otrzymały tę samą odpowiedź, którą ujawniły skoordynowane Papiery w maju 2019 r. Obliczenia polegały na zliczeniu „głow” w promieniowaniu zewnętrznym – co mówi nam, ile splątanych „ogonów” kryje się wewnątrz czarnej dziury. W przypadku młodych, pustych czarnych dziur liczba oddzielonych twarzy monety rośnie, gdy horyzont zdarzeń rozdziela pary Hawkinga, tak jak Hawking się spodziewał. Ale wraz z wiekiem liczba oddzielonych twarzy zaczyna spadać – co sugeruje, że czarna dziura zapełniła się i w jakiś sposób opróżnia informacje do promieniowania zewnętrznego, tak jak wymaga tego mechanika kwantowa.
Wprowadzenie
„Te majowe gazety były naprawdę niesamowite” – powiedział Harlow. Był pod wrażeniem, że mieli „odwagę, by wykonać obliczenia. Pomyślałbym, że to zbyt trudne”.
W końcu Penington, Engelhardt i ich współpracownicy myśleli, że rozumieją, co dzieje się poza czarną dziurą. Informacje rzeczywiście wyciekały do promieniowania, jak zakładało wielu fizyków. Fakt ten miał trzy kluczowe konsekwencje.
Po pierwsze, zawęziło to możliwości popełnienia błędu przez Hawkinga. Promieniowanie nie mogło być naprawdę przypadkowe, więc dlaczego skądinąd godna zaufania fizyka półklasyczna sugerowała, że tak jest?
Po drugie, przesunęło to ich granicę zrozumienia z zewnątrz czarnej dziury do wnętrza. W jaki sposób astronauta znajdujący się tuż w horyzoncie zdarzeń starej czarnej dziury doświadczyłby parowania?
Wreszcie zasugerował, że półklasyczna struktura Hawkinga była prawie poprawna i że zrobienie pierwszego kroku do wnętrza nie powinno wymagać pełnej teorii grawitacji kwantowej. Udało im się przeanalizować wygląd zewnętrzny przy użyciu znanych składników czasoprzestrzennych. Ale dzięki tylko nieznacznie zmodyfikowanemu przepisowi (formuła entropii z 2014 r.) odkryli, że informacje wydostają się z wnętrza. Obliczenia dały im pewność, że nie trzeba rezygnować z półklasycznego widoku wnętrza czarnej dziury. Zapory ogniowe coraz bardziej wydawały się o krok za daleko.
„Jeśli wyrzucimy opis wnętrza, wylejemy dziecko z kąpielą” – powiedział Engelhardt. „Istnieje sposób na wykorzystanie półklasycznej grawitacji do wykonania poprawnych obliczeń”.
Engelhardt, ekspert od entropii grawitacyjnej, miał kilka kawałków i wydawało się, że Harlow ma jeszcze kilka. Biuro Engelhardta w MIT dzieli ścianę z biurem Harlowa, więc połączenie sił było dla nich naturalne. Mniej więcej w tym samym czasie Akers przeniósł się do MIT, aby zostać ich doktorem habilitowanym, i cała trójka zaczęła to robić oderwij się od problemu.
Jak złamać czasoprzestrzeń na komputerze kwantowym
Gdy na początku 2020 r. pandemia zmusiła świat do wejścia do środka, trio naukowców przeniosło swoje eksperymenty myślowe z czarnymi dziurami z tablic MIT do cyfrowego środowiska Zoom.
Ich celem było zebranie wszystkich wątków i opracowanie czegoś w rodzaju procesu konwersji w celu przekształcenia półklasycznej perspektywy wewnętrznej w zewnętrzną perspektywę mechaniki kwantowej. Taka teoria przydałaby się astronautom znajdującym się w czarnej dziurze. Mogła zrobić zdjęcie otoczenia, przeprowadzić procedurę i otrzymać zdjęcie, które powiedziało jej, co widzi kolega na zewnątrz. Chociaż może się wydawać, że te dwa zdjęcia przedstawiają różne wydarzenia, Rashomon stylu, konwersja powinna ujawnić, że sceny są potajemnie kompatybilne. Byłoby to bardziej wyrafinowane odrodzenie wizji komplementarności Susskinda.
Wprowadzenie
Akers przekonał się już, że program konwersji powinien być napisany w języku kwantowej korekcji błędów, ponieważ Harlow już opracował pustą przestrzeń. Półklasyczne wnętrze byłoby wiadomością, a kwantowa zewnętrzność byłaby transmisją. A biorąc pod uwagę, że wnętrze wydawało się rosnąć w kurczącym się horyzoncie, musieli po prostu wymyślić kod korygujący błędy, który mógłby wcisnąć SOS w jedno S.
Akers spotkał się ze sceptycyzmem swoich kolegów. Sposób, w jaki kodowanie musiałoby usunąć informacje wewnątrz czarnej dziury, naruszył kwantowo-mechaniczny zakaz utraty informacji. Jeśli astronauta wewnętrzny spali swój dziennik misji, może nie być w stanie odtworzyć repliki z popiołów.
„Jeśli modyfikujesz mechanikę kwantową, ludzie pomyślą, że zwariowałeś i zwykle będą mieli rację” – powiedział Harlow. „Wahałem się”.
Później tego samego roku do załogi dołączyła absolwentka MIT (obecnie w Stanford) o imieniu Shreya Vardhan. Zrobiła kilka konkretnych obliczeń entropii, które ostatecznie przekonały wszystkich, że lekkie rozbicie mechaniki kwantowej wewnątrz jest jedynym sposobem na całkowite uratowanie jej na zewnątrz.
„Szczególnie Shreya i Chris naciskali na to na różne sposoby” — powiedział Harlow. „Shreya przełamała dla mnie ostatnią barierę i zdałam sobie sprawę, że to naprawdę ma sens”.
Akers pracował z Peningtonem, więc on też się zaangażował. Wysiłek trwał kilka lat pracy z przerwami. I gdy usiedli, aby zapisać swoje wyniki, trzy piąte zespołu jednocześnie zachorowało na Covid-19. Ale w lipcu zeszłego roku w końcu opublikował preprint szczegółowo opisując swoją teorię, w jaki sposób wnętrze czarnej dziury może być zakodowane na zewnątrz za pomocą najdziwniejszego na świecie kodu korygującego błędy.
Oto jak to działa. Poświęcona astronautka wewnątrz czarnej dziury rejestruje konfigurację wszystkich fotonów, elektronów i innych cząstek otaczających ją i czarną dziurę — plik danych kwantowych składający się z grupy kubitów rejestrujących jej półklasyczne doświadczenie. Jej celem jest zrozumienie kwantowej perspektywy jej partnera na zewnątrz w danym momencie. Grupa opracowała dwuetapowy algorytm, który można sobie wyobrazić na komputerze kwantowym do konwersji tej migawki wnętrza.
Po pierwsze, program szyfruje półklasyczne kubity prawie nie do poznania, używając jednej z najbardziej losowych transformacji w matematyce.
Potem przychodzi sekretny sos. Drugi krok obejmuje późniejszą selekcję, dziwną operację częściej stosowaną przez teoretyków informacji niż fizyków. Postselection pozwala eksperymentatorowi ustawić losowy proces, aby uzyskać pożądany wynik. Powiedzmy, że chcesz rzucić monetą i uzyskać 10 orłów z rzędu. Możesz to zrobić, pod warunkiem, że masz cierpliwość, aby zacząć od nowa za każdym razem, gdy pojawi się reszka. Podobnie program kodujący rozpoczyna pomiar półklasycznych kubitów, ale restartuje się za każdym razem, gdy otrzyma 1. W końcu, kiedy zmierzy większość zaszyfrowanych kubitów i pomyślnie uzyska ciąg zer, odrzuca te kubity. Kilka pozostałych, niezmierzonych kubitów reprezentuje piksele kwantowego obrazu czarnej dziury widzianej z zewnątrz. W ten sposób kod ściska duży, półklasyczny plik RAW w kompaktowy kwantowy plik JPEG.
To „stratny sposób kompresji wielu półklasycznych informacji w skończonej przestrzeni kwantowej” – powiedział Hartman z Cornell.
Ale jest duży haczyk. W jaki sposób taki program mógł usunąć tak wiele półklasycznych informacji bez usuwania istotnych szczegółów? Procedura sugeruje, że fizyka półklasyczna jest pełna puchu — konfiguracji cząstek, które astronauta wewnętrzny mógłby zaobserwować, a które w rzeczywistości nie są rzeczywiste. Ale fizyka półklasyczna została rygorystycznie przetestowana w zderzaczach cząstek na Ziemi, a eksperymentatorzy nie dostrzegli żadnych oznak takich miraży.
„Ile stanów jest niezawodnie zakodowanych? I jak dobrze radzi sobie teoria półklasyczna?” — powiedział Hartmann. „Biorąc pod uwagę, że musi to być stratne, nie jest oczywiste, że może w ogóle coś zrobić”.
Aby wyjaśnić, w jaki sposób błędna teoria może działać tak dobrze, zespół zwrócił się do dziwnej obserwacji Haydena i Harlowa dokonanej w 2013 roku, że dekodowanie promieniowania na potrzeby eksperymentu AMPS wymagałoby tak wielu kroków, że byłoby praktycznie niemożliwe. Być może złożoność mogłaby być tapetowaniem pęknięć w fizyce półklasycznej. Kodowanie nie usuwało konfiguracji chcąc nie chcąc. Usunął tylko niektóre układy cząstek, które były złożone w tym sensie, że zajście ich zajęłoby tak dużo czasu, że astronauta wewnętrzny nigdy nie mógłby się spodziewać, że będzie ich świadkiem.
Stwierdzenie, że kod pozostawił proste stany zasadniczo nietknięte, stanowiło większość pracy. Grupa argumentowała, że dla dowolnej wersji ich dwuetapowego procesu stworzenie złożonej konfiguracji półklasycznej bez odpowiednika z perspektywy zewnętrznej zasadniczo zajęłoby wieczność – coś około 10,000 50 razy więcej niż obecny wiek wszechświata tylko dla 87-kubitowego, subatomowego plamka czarnej dziury. I dla prawdziwej czarnej dziury, takiej jak M10 z jej XNUMX70-nieparzyste kubity, eksperyment, który złamał fizykę półklasyczną, trwałby wykładniczo dłużej.
Zespół proponuje, aby czarne dziury uwydatniły nowy podział w ustalonych ramach fizyki. Tak jak Einstein przewidział kiedyś, że pojęcie sztywnych odległości Newtona zawiedzie przy wystarczająco dużych prędkościach, przewidują oni, że fizyka półklasyczna zawodzi w przypadku niezwykle złożonych eksperymentów obejmujących niewyobrażalną liczbę kroków i niezrozumiały czas.
Grupa uważa, że zapory ogniowe byłyby przejawem takiej niewyobrażalnej złożoności. Prawdziwa czarna dziura, taka jak ta w M87, istnieje zaledwie od miliardów lat — nie dość długo, aby półklasyczne wnętrze mogło się załamać w zaporze ogniowej. Ale gdyby ktoś był w stanie przeprowadzić nieprawdopodobnie skomplikowane eksperymenty lub gdyby czarna dziura żyła bardzo długo, wszystkie półklasyczne zakłady byłyby nieważne.
„Istnieje granica złożoności” — powiedział Harlow. „Kiedy zaczynasz robić wykładnicze rzeczy, wtedy [fizyka] naprawdę zaczyna być inna”.
Uratowani przez klątwę złożoności
Gdy fizycy przekonali się, że stratność kodu nie doprowadzi do zauważalnych pęknięć w półklasycznej fizyce wewnątrz czarnej dziury, zespół zbadał konsekwencje. Odkryli, że pozorny błąd okazał się ostateczną funkcją.
„Wygląda źle. Wygląda na to, że stracisz informacje, ponieważ usuwasz wiele stanów” – powiedział Akers. Ale „okazuje się, że to wszystko, czego kiedykolwiek chciałeś”.
W szczególności wykracza poza prace z 2019 r. dotyczące sposobu, w jaki informacje wydostają się z czarnej dziury. A raczej sugeruje, że kubity nie są dokładnie w środku.
Sekret tkwi w funkowym drugim etapie konwersji, po selekcji. Dodatkowa selekcja obejmuje te same składniki matematyczne, a mianowicie pomiar splątanych partnerów, co podręcznikowy proces kwantowy, który teleportuje informacje z jednego miejsca do drugiego. Tak więc, chociaż proces konwersji nie jest fizycznym wydarzeniem, które rozgrywa się w czasie, wyjaśnia, w jaki sposób informacja wydaje się przechodzić z wnętrza na zewnątrz.
Zasadniczo, jeśli astronauta wewnętrzny przekształci migawkę wykonaną w późnym okresie życia czarnej dziury, dowie się, że informacje, które wydają się znajdować w otaczających ją cząsteczkach – a nawet w jej własnym ciele – z perspektywy zewnętrznej tak naprawdę unoszą się w Hawkingu promieniowanie na zewnątrz. W miarę upływu czasu proces konwersji będzie ujawniał, że coraz więcej jej świata jest nierzeczywiste. Na chwilę przed zniknięciem czarnej dziury, wbrew odczuciu astronauty, jej informacje będą istniały prawie całkowicie na zewnątrz, zaszyfrowane w promieniowaniu. Śledząc ten proces, migawka po migawce, grupa była w stanie wyprowadzić wzór entropii Engelhardta, który znalazł informacje w promieniowaniu w 2019 roku. To również jest produktem ubocznym stratności konwersji.
Krótko mówiąc, konwersja wyjaśnia, w jaki sposób astronauta może nieświadomie doświadczać wnętrza, które w miarę dojrzewania staje się coraz bardziej oderwane od rzeczywistości na zewnątrz. Twierdzą, że błędem Hawkinga było postawienie się w pełni na miejscu astronauty wnętrza i założenie, że fizyka półklasyczna działa doskonale zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz czarnej dziury.
Nie zdawał sobie sprawy, jak obecnie uważa Harlow i spółka, że fizyka półklasyczna nie potrafi dokładnie uchwycić zjawisk i eksperymentów wymagających wykładniczej złożoności. Na przykład dekodowanie zaszyfrowanych informacji w promieniowaniu zajęłoby wykładniczo dużo czasu, dlatego jego półklasyczna analiza błędnie przewiduje, że promieniowanie będzie pozbawione cech charakterystycznych. Funkcje są dostępne; ich odkrycie zajęłoby wiele, wiele razy więcej czasu niż wiek wszechświata.
Ponadto istnieje powód, dla którego pojemność informacyjna wnętrza wydaje się rosnąć, podczas gdy rozmiar powierzchni czarnej dziury maleje: półklasyczne obliczenia błędnie uwzględniają ogromną liczbę złożonych stanów, które nie mają kwantowych odpowiedników na zewnątrz. Jeśli fizycy wezmą pod uwagę sposoby, w jakie złożoność może zadzierać z fizyką półklasyczną, zderzenie między obrazem czasoprzestrzennym wewnątrz a obrazem kwantowym na zewnątrz wyparuje.
„Widzimy teraz spójną drogę przez paradoks” – powiedział Harlow.
Zamieszanie z czarną dziurą
Jednak dla całej pewności Harlowa, inni członkowie społeczności czarnych dziur mają mnóstwo pytań.
Głównym ograniczeniem jest to, że teorie, które łączy kod, są niezwykle proste. Opis mechaniki kwantowej zawiera kolekcję kubitów, które emitują informacje. Półklasyczny opis ma wnętrze oddzielone od zewnętrza przez horyzont zdarzeń. I to wszystko. Nie ma grawitacji ani poczucia czasoprzestrzeni. Kod ma podstawowe cechy paradoksu, ale brakuje w nim wielu szczegółów, które byłyby konieczne, aby argumentować, że prawdziwe czarne dziury działają w ten sposób.
„Jak zawsze mamy nadzieję, że masz zabawkowy model, z którego wydobyłeś całą ważną fizykę i odrzuciłeś całą nieistotną fizykę” – powiedział Maloney. „Istnieją całkiem dobre powody, by sądzić, że to prawda, ale mimo to ważne jest, aby zachować ostrożność”.
Istnieje wiele alternatywnych rozwiązań, a prawdziwa grawitacja wciąż może rozwiązać ten paradoks na jeden z tych sposobów. Na przykład Mathur ze stanu Ohio prowadzi program badawczy badający jedną z takich opcji. Analizując, co stałoby się z zapadającą się gwiazdą w teorii strun, on i jego współpracownicy odkryli, że struny mogą powstrzymać zapadanie się. Tworzą wijącą się masę, „fuzzball”, którego zawiłe wicie powstrzymałoby tworzenie się horyzontu zdarzeń – i paradoksu. Mathur zgłasza różne zastrzeżenia do nowego rozwiązania i generalnie uważa kod stratny za zbyt skomplikowaną propozycję. „Paradoks informacji został rozwiązany dawno temu” – powiedział. (Przez fuzzballe.)
Tymczasem Marolf, który współpracował z Engelhardtem w celu wykrycia informacji w promieniowaniu w 2019 roku, podejrzewa, że ich rozwiązanie może być zbyt konserwatywne. „Obawiam się, że jest to prawie zbyt łatwe” — powiedział.
Dławi się stratnością, co oznacza, że kod w obecnej formie daje unikalne odpowiedzi tylko wewnętrznemu astronautowi. Jeśli astronauta z zewnątrz zrobi zdjęcie i chce wiedzieć, co mówi ono o wnętrzu, będzie musiał zgadnąć, które półklasyczne piksele usuwa kod. Chociaż te stany są w pewnym sensie iluzoryczne, są niezbędne do zrozumienia wewnętrznego doświadczenia człowieka. Według niektórych domysłów może znaleźć spokojne wnętrze. W innych szalejąca zapora sieciowa. Bez względu na to, jak wyrafinowana jest teoria kwantowa na zewnątrz, nigdy nie będzie w stanie powiedzieć na pewno, co by znalazł, gdyby wskoczył.
„Trochę mnie to niepokoi” – powiedział Marolf. „Myślałbym, że fundamentalna teoria powinna przewidywać wszystko – łącznie z tym, czego doświadczamy jako rzeczywistości”.
Rosnąca strata
Od tego czasu niektórzy sceptycy pierwotnej propozycji przyjęli ten pomysł, w tym Isaac Kim, informatyk z University of California w Davis i John Preskill, fizyk kwantowy z California Institute of Technology i jeden z luminarzy obecnych na pojedynek firewalla w 2013 roku.
„Słyszeliśmy pocztą pantoflową, że ta praca nadchodzi” – powiedział Kim. „Wyglądało na to, że coś musi pójść nie tak”.
Kim był zdenerwowany użyciem postselection. Wcześniejsze zastosowania postselekcji obejmowały plany wehikułów czasu i nieracjonalnie potężne komputery kwantowe, więc jej pojawienie się wyskoczyło jako czerwona flaga. Podejrzewał, że brakujące szczegóły w pierwotnym kodzie, takie jak to, jak działa astronauta, który mierzy promieniowanie na zewnątrz, a następnie wpada, mogą połączyć się z późniejszym wyborem, aby zepsuć nawet perspektywę zewnętrzną i usunąć tam informacje.
Następnie w grudniu Kim i Preskill zaktualizował kod i odkrył, że czarna dziura bezpiecznie nadal emituje informacje na obrazie zewnętrznym. Odkryli również, że postselekcja nie służyła jako luka dla czarnej dziury do wykonywania absurdalnie potężnych obliczeń – lub wysyłania astronautów z powrotem w przyszłość.
„Co ciekawe w tym modelu, nawet jeśli dopuszcza się późniejszą selekcję, tak się nie dzieje” — powiedział. „To właśnie przekonało mnie, że dzieje się tu coś słusznego”.
DeWolfe i jego współpracownik Kenneth Higginbotham dodatkowo uogólnił kod stratny w kwietniu. Doszli również do wniosku, że może wytrzymać spadających astronautów.
Inni badacze spędzili ostatnie kilka miesięcy sprawdzając, czy ich ulubione teorie grawitacji nie ukrywają stratności. W październiku Arjun Kar z University of British Columbia przeniesiony stratny kod Harlowa i współpracowników w dobrze znaną teorię grawitacji 2D i okazało się, że się trzyma. „Wydaje się, że naprawdę trafili na coś interesującego w kwestii kwantowej korekcji błędów” – powiedział.
Kontynuowanie tej ścieżki – poszukiwanie stratności w kolejnych teoriach grawitacji – jest głównym sposobem, w jaki fizycy mają nadzieję zbudować lub zniszczyć pewność, że prawdziwa grawitacja faktycznie działa w ten sposób. Niewielu marzy o zbadaniu kodu za pomocą eksperymentu.
„Nie jest jasne, w jaki sposób moglibyśmy kiedykolwiek przetestować to konto” — powiedział Aaronson — „poza próbą dalszego zbudowania na nim kwantowej teorii grawitacji i sprawdzenia, czy ta teoria się powiedzie”.
Harlow jest jednak marzycielem. „Nie sądzę, żeby to było niemożliwe. To jest po prostu trudne” – powiedział, przedstawiając następujący eksperyment myślowy.
Umieszczasz małą czarną dziurę w pudełku i rejestrujesz każdy foton promieniowania Hawkinga z niej wychodzącego, przechowując wszystkie te informacje w komputerze kwantowym. Ponieważ wydaje się, że informacje te istnieją wewnątrz czarnej dziury z punktu widzenia cząstki wewnętrznej, manipulowanie promieniowaniem może natychmiast wpłynąć na cząstkę – prawdziwe działanie z odległości wystarczająco przerażającej, by prześladować każdego fizyka. „Nie powinienem nic zrobić z promieniowaniem, które zmienia cokolwiek we wnętrzu” — powiedział Harlow. „To załamanie, które nastąpiło, ponieważ przekroczyłeś granicę złożoności”.
Ale nawet, aby fantazjować o takim eksperymencie, Harlow musi przełączyć się do wiecznego wszechświata, aby dać sobie wystarczająco dużo czasu, ponieważ aktywność w naszym rozszerzającym się kosmosie wygasłaby biliony razy, zanim można by mieć nadzieję na manipulowanie promieniowaniem nawet najmniejszego z nich. czarne dziury. (Dodatkowo Susskind i inni pracujący nad a związany kąt układanki czarnej dziury odkryli ostatnio nakładające się koncepcje dotyczące złożoności i niewyobrażalnie długich okresów czasu).
Niemniej jednak Harlowa nie zniechęcają drobne szczegóły, takie jak śmierć cieplna wszechświata. Jeśli niemożliwe eksperymenty myślowe z udziałem pociągów poruszających się z prędkością bliską prędkości światła były wystarczająco dobre dla Einsteina, wierzy, że są wystarczająco dobre dla niego.
„Nadal nie mamy pociągów, ale [teoria względności] ma konsekwencje dla różnych innych rzeczy, które testowaliśmy” – powiedział.
Harlow jest najnowszym członkiem długiej linii fizyków czarnych dziur, mającym związek z fizycznymi dowodami, które przypadkowi obserwatorzy mogą uznać za zaskakujące. W końcu nikt nigdy nie widział ani jednego fotonu promieniowania Hawkinga i nikt nigdy tego nie zobaczy. Jest o wiele za słaby, nawet jeśli zaparkowałeś Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba na orbicie wokół prawdziwej czarnej dziury.
Ale to nie powstrzymało wielu pokoleń fizyków, od Stephena Hawkinga i Leonarda Susskinda po Nettę Engelhardt, Chrisa Akersa i dziesiątki innych, od ożywionej debaty, jak poradzić sobie z wiązką konfliktów, które wypływają z czarnej dziury wraz z teoretyczną kąpielą fotonów.
Nawet gdy budują i wzmacniają swoje argumenty, przyznają, że jedynym rozstrzygającym sposobem sprawdzenia, czy czarne dziury reprezentują ostateczne kosmiczne więzienie, czy ognisty wyrok śmierci, jest rozpoczęcie oryginalnego, nie do pomyślenia eksperymentu myślowego.
„Jeśli są dwie osoby, które nie dbają o nic więcej niż rozwiązanie sporu, wszystko, co mogą zrobić, to wskoczyć” – powiedział Penington. „Albo oboje natychmiast wyparowują i i tak nigdy tego nie rozwiążą, albo dostaną się do środka i jeden z nich powie:„ Och, dość uczciwie, myliłem się ”.
Uwaga edytora: Kilku naukowców opisanych w tym artykule, w tym Daniel Harlow i Chris Akers, otrzymało fundusze od Fundacji Simonsa, która finansuje również to niezależne od redakcji czasopismo. Decyzje o finansowaniu Simons Foundation nie mają wpływu na nasz zasięg. Więcej szczegółów jest dostępny tutaj.
- Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
- PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
- PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
- PlatonESG. Motoryzacja / pojazdy elektryczne, Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
- Przesunięcia bloków. Modernizacja własności offsetu środowiskowego. Dostęp tutaj.
- Źródło: https://www.quantamagazine.org/new-calculations-show-how-to-escape-hawkings-black-hole-paradox-20230802/
- :ma
- :Jest
- :nie
- :Gdzie
- ][P
- $W GÓRĘ
- 000
- 1
- 10
- 2012
- 2013
- 2014
- 2015
- 2016
- 2017
- 2019
- 2020
- 2D
- 8
- a
- Zdolny
- O nas
- o tym
- O kwantach
- nagle
- ABSTRACT
- naukowcy
- Konto
- Konta
- dokładnie
- Osiągać
- uznać
- w poprzek
- działać
- Działania
- działalność
- faktycznie
- dodatek
- do tego
- adresowanie
- sąsiadujący
- przyjąć
- oddziaływać
- Po
- przed
- wiek
- temu
- algorytm
- Wszystkie kategorie
- dopuszczać
- pozwala
- sam
- wzdłuż
- już
- również
- alternatywny
- zawsze
- zdumiewający
- wśród
- Ampery
- an
- analiza
- ćwiczenie
- Analizując
- i
- Inne
- odpowiedź
- odpowiedzi
- każdy
- ktoś
- wszystko
- osobno
- pozorny
- zjawić się
- pojawia się
- aplikacje
- Aplikuj
- podejście
- kwiecień
- Łuk
- SĄ
- argumentować
- argumentował
- argument
- argumenty
- na około
- układ
- artykuł
- AS
- aspekty
- dążenie
- założyć
- przypuszczalny
- astronauta
- At
- frekwencja
- uczestnik
- Sierpnia
- Austin
- z dala
- Niemowlę
- z powrotem
- Łazienka
- Zakaz
- Bank
- bar
- bariera
- BE
- bo
- stają się
- być
- zanim
- rozpoczął
- rozpocząć
- Początek
- za
- jest
- wierzenia
- uwierzyć
- Uważa
- uważa,
- Berkeley
- Zakład
- Zakłady
- Ulepsz Swój
- pomiędzy
- Poza
- Duży
- miliardy
- Bit
- Czarny
- Black Hole
- czarne dziury
- Mieszanie
- ciało
- Botki
- granica
- obie
- granica
- Pudełko
- burza mózgów
- przerwa
- awaria
- Przełamując
- Brytyjski
- Kolumbia Brytyjska
- Zepsuł się
- pośrednik
- przyniósł
- Bug
- budować
- Budowanie
- wybudowany
- Pęczek
- Zapakować
- spalony
- palenie
- ale
- by
- obliczenie
- Obliczenia
- California
- nazywa
- cambridge
- oprawa ołowiana witrażu
- CAN
- Kanadyjczyk
- kajak
- Pojemność
- zdobyć
- przechwytuje
- Przechwytywanie
- który
- nieść
- noszenie
- walizka
- Etui
- casual
- zapasy
- ostrożny
- celebrujący
- Centrum
- Centra
- centralny
- pewien
- mistrz
- Zmiany
- Chaos
- ZOBACZ
- kontrola
- Chris
- Boże Narodzenie
- zderzenie
- klasyczny
- jasny
- Chmura
- kod
- Kody
- Moneta
- Monety
- współpracował
- współpraca
- Zawalić się
- upadł
- kolega
- koledzy
- kolekcja
- Kolorado
- COLUMBIA
- połączenie
- połączyć
- połączony
- jak
- Komedia
- byliśmy spójni, od początku
- przyjście
- powszechnie
- społeczność
- towarzysz
- sukcesy firma
- Firma
- zgodny
- uzupełniający
- całkowicie
- kompleks
- kompleksowość
- skomplikowane
- obliczenia
- obliczenia
- komputer
- komputery
- pojęcie
- Troska
- zawarta
- konkluzja
- Konferencja
- pewność siebie
- pewność
- systemu
- konflikt
- Sprzeczny
- mylące
- konglomerat
- łączy
- Konsekwencje
- konserwatywny
- Rozważać
- za
- zgodny
- zawarte
- kontekst
- nadal
- bez przerwy
- przeciwnie
- współpracownik
- kontrowersja
- Rozmowa
- Konwersja
- 轉換
- przekonać
- przekonany
- rdzeń
- Cornell
- skorygowania
- kosmos
- mógłby
- Odpowiednik
- rachunkowość
- pokrycie
- COVID-19
- zwariowany
- Stwórz
- Tworzenie
- kryzys
- Crossed
- istotny
- kulminacyjny
- ciekawy
- Aktualny
- Obecnie
- przeklinać
- Daniel
- dane
- Davis
- dzień
- Śmierć
- debata
- debatują
- dekada
- lat
- grudzień
- postanowiła
- Odszyfrować
- Decyzje
- Rozszyfrowanie
- Stopień
- W zależności
- opisane
- opis
- życzenia
- beznadziejnie
- Mimo
- zniszczyć
- szczegółowe
- Detailing
- detale
- rozwijać
- rozwinięty
- oprogramowania
- urządzenie
- ZROBIŁ
- różne
- cyfrowy
- cyfry
- bezpośrednio
- znikać
- znikanie
- odkryj
- odkryty
- dyskutować
- dystans
- do
- robi
- Nie
- robi
- donald
- nie
- na dół
- dziesiątki
- Dramat
- marzenie
- napęd
- każdy
- Wcześnie
- zdobył
- Ziemia
- łatwo
- krawędź
- faktycznie
- ruchomości
- wysiłek
- Einstein
- bądź
- elektrony
- więcej
- zaokrętować
- ucieleśnia
- szyfrowanie
- zakończenia
- dość
- uwikłanie
- Wchodzi
- całkowicie
- Środowisko
- błąd
- Błędy
- uciec
- istota
- niezbędny
- istotnie
- ustanowiony
- Parzyste
- wydarzenie
- wydarzenia
- ostatecznie
- EVER
- Każdy
- wszyscy
- wszystko
- dowód
- dokładnie
- ekscytujący
- wyłączony
- istnieć
- Egzotyczny
- rozszerzenie
- ekspansywny
- oczekiwać
- spodziewany
- doświadczenie
- eksperyment
- eksperymenty
- ekspert
- Wyjaśniać
- Objaśnia
- wykładniczy
- wykładniczo
- rozbudowa
- zewnętrzny
- niezwykle
- oko
- Twarz
- w obliczu
- twarze
- fakt
- FAIL
- Failed
- nie
- sprawiedliwy
- Spadać
- Upadły
- Falling
- Spada
- wahać się
- znajomy
- daleko
- Moda
- los
- wadliwy
- Moja lista
- Cecha
- polecane
- Korzyści
- czuć
- facet
- kilka
- Łąka
- filet
- wypełniony
- finał
- W końcu
- Znajdź
- znajduje
- w porządku
- zapora
- Zapory
- i terminów, a
- dopasować
- flagowy
- wadliwe
- lot
- Trzepnięcie
- unoszący się
- Wahania
- Skupiać
- koncentruje
- następujący
- W razie zamówieenia projektu
- Siły
- Nasz formularz
- utworzony
- formuła
- Naprzód
- znaleziono
- Fundacja
- Fundamenty
- cztery
- frakcja
- Framework
- przyjaciel
- przyjaciele
- od
- Granica
- frustracja
- pełny
- w pełni
- zabawa
- fundamentalny
- Finansowanie
- fundusze
- dalej
- przyszłość
- Galaktyka
- zbierać
- zebrane
- Rękawica
- Ogólne
- ogólnie
- Pokoleń
- otrzymać
- Dać
- dany
- daje
- Dający
- Go
- cel
- Goes
- będzie
- Złoty
- poszedł
- dobry
- absolwent
- przyznać
- grawitacyjny
- powaga
- Największym
- Ziemia
- Zarządzanie
- Rosnąć
- Rozwój
- Rośnie
- gwarancji
- miał
- garstka
- uchwyt
- siła robocza
- zdarzyć
- Wydarzenie
- Ciężko
- dysk twardy
- trudniej
- Have
- he
- głowice
- wysłuchany
- Serce
- Trzymany
- pomoc
- pomógł
- henry
- jej
- tutaj
- Niezdecydowany
- Ukryty
- Wysoki
- Atrakcja
- go
- jego
- Dobranie (Hit)
- przytrzymaj
- posiada
- Otwór
- Dziury
- Wakacje
- nadzieję
- horyzont
- W jaki sposób
- How To
- Jednak
- HTTPS
- olbrzymi
- człowiek
- Ludzkie doświadczenie
- gigantyczny
- i
- pomysł
- pomysły
- identiques
- if
- Nielegalny
- Illinois
- obraz
- obraz
- natychmiast
- ważny
- niemożliwy
- Pod wrażeniem
- in
- zawierać
- włączony
- obejmuje
- Włącznie z
- niezrozumiały
- coraz bardziej
- rzeczywiście
- niezależny
- wskazać
- wskazuje
- wskazanie
- indywidualny
- nieunikniony
- Nieskończony
- wpływ
- Wpływowy
- Informacja
- początkowy
- wewnątrz
- inspirowane
- przykład
- natychmiastowy
- momentalnie
- natychmiast
- Instytut
- zamierzony
- ciekawy
- zainteresowania
- wnętrze
- wewnętrzny
- najnowszych
- zaangażowany
- z udziałem
- Iowa
- problem
- IT
- JEGO
- samo
- james
- Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba
- John
- przystąpić
- Dołączył
- lipiec
- skok
- Przeskoczyłem
- właśnie
- KAR
- Trzymać
- kenneth
- trzymane
- Klawisz
- Zabić
- Kim
- Wiedzieć
- znany
- język
- duży
- w dużej mierze
- Nazwisko
- Ostatni rok
- Późno
- później
- firmy
- uruchomić
- Laws
- kłaść
- prowadzić
- Wyprowadzenia
- UCZYĆ SIĘ
- najmniej
- Doprowadziło
- lewo
- Leonard
- mniej
- niech
- pozwala
- kłamstwo
- leży
- życie
- dożywotni
- lekki
- lekko
- lubić
- ograniczenie
- Limity
- Linia
- powiązany
- Powiązanie
- mało
- Zyje
- życie
- lokalizacja
- log
- logika
- długo
- długi czas
- dłużej
- wyglądał
- poszukuje
- luka
- stracić
- Traci
- od
- stracił
- Partia
- oprawy oświetleniowe
- maszyna
- maszyny
- zrobiony
- magazyn
- Główny
- poważny
- Większość
- robić
- WYKONUJE
- Dokonywanie
- manipulowanie
- sposób
- wiele
- Masa
- massachusetts
- Instytut Technologii w Massachusetts
- matematyczny
- matematyka
- Materia
- dojrzewa
- Może..
- me
- oznaczać
- znaczenie
- znaczy
- pomiary
- środków
- zmierzenie
- mechaniczny
- mechanika
- Spotkanie
- wiadomość
- spełnione
- Meksyk
- Środkowy
- może
- Tysiącletni
- nic
- moll
- nieodebranych
- brakujący
- Misja
- błąd
- MIT
- Absolwent MIT
- model
- Nowoczesne technologie
- moment
- miesięcy
- jeszcze
- większość
- przeważnie
- mama
- przeniósł
- dużo
- wielokrotność
- musi
- my
- O imieniu
- mianowicie
- narracje
- rodzimy
- Naturalny
- Natura
- Blisko
- prawie
- niezbędny
- Potrzebować
- potrzebne
- nigdy
- Niemniej jednak
- Nowości
- nowe rozwiązanie
- Następny
- Nie
- normalna
- nic
- Pojęcie
- już dziś
- numer
- z naszej
- przedmiot
- obserwować
- oczywista
- październik
- of
- poza
- Biurowe
- Ohio
- Stary
- on
- pewnego razu
- ONE
- tylko
- Ontario
- na
- działać
- działanie
- przeciwny
- Option
- or
- Orbita
- Zorganizowany
- oryginalny
- Inne
- Pozostałe
- Inaczej
- ludzkiej,
- na zewnątrz
- Wynik
- wprost
- zewnętrzne
- koniec
- własny
- Oxford
- đôi
- par
- pandemiczny
- Papier
- Papiery
- Paradoks
- Uczestnicy
- szczególny
- partnerem
- wzmacniacz
- Przechodzący
- Przeszłość
- ścieżka
- Cierpliwość
- osobliwy
- Ludzie
- wykonać
- może
- okresy
- perspektywa
- perspektywy
- Piotr
- fotografie
- Fotony
- fizyczny
- Fizyka
- obraz
- kawałek
- sztuk
- świnka
- Miejsce
- Miejsca
- krok po kroku
- planeta
- plato
- Analiza danych Platona
- PlatoDane
- Grać
- gracze
- odgrywa
- Volcano Plenty Vaporizer Storz & Bickel
- punkt
- Punkt widzenia
- zwrotnica
- możliwości
- możliwie
- mocny
- przewidzieć
- Przewiduje
- Prognozy
- Korzystny
- teraźniejszość
- bardzo
- zapobieganie
- poprzedni
- poprzednio
- Główny
- zasada
- więzienie
- Problem
- problemy
- procedura
- wygląda tak
- Program
- Postęp
- zakaz
- wniosek
- zaproponować
- proponuje
- spodziewany
- okazały
- pod warunkiem,
- Wydawniczy
- cel
- Popychanie
- położyć
- puzzle
- Magazyn ilościowy
- ilość
- Kwant
- Komputer kwantowy
- komputery kwantowe
- kwantowa korekcja błędów
- informacja kwantowa
- Mechanika kwantowa
- kubity
- pytanie
- pytania
- wściekły
- RAIN
- podnosi
- przypadkowy
- przypadkowość
- raczej
- Surowy
- osiągnięty
- Czytający
- real
- Rzeczywistość
- zrealizować
- realizowany
- naprawdę
- powód
- Przyczyny
- Odebrane
- niedawno
- Przepis
- uznanie
- rekord
- dokumentacja
- Czerwony
- rafinowany
- region
- związane z
- związek
- względność
- pozostały
- szczątki
- pamiętny
- Słynny
- odpowiedzieć
- raport
- reprezentować
- reprezentuje
- wymagać
- Wymaga
- Badania naukowe
- badacz
- Badacze
- Rozkład
- zdecydowany
- rozwiązywanie
- dalsze
- Efekt
- powrót
- ujawniać
- Rewolucja
- takielunek
- prawo
- sztywny
- Marszczyć
- Powstaje
- podniesienie
- korzeń
- w przybliżeniu
- RZĄD
- reguły
- run
- bieganie
- Wiejski
- s
- poświęcać
- bezpiecznie
- Powiedział
- taki sam
- Święty
- Zapisz
- powiedzieć
- mówią
- rozrzucone
- Sceny
- schemat
- systemy
- Naukowiec
- Naukowcy
- Ekran
- poszukiwania
- druga
- Tajemnica
- widzieć
- widzenie
- wydać się
- wydawało się
- pozornie
- wydaje
- widziany
- wysłać
- senior
- rozsądek
- wyrok
- oddzielny
- Serie
- służyć
- Sesja
- Osiadły
- Share
- Akcje
- ona
- Short
- powinien
- pokazać
- Odkrycie kart
- Strony
- znaki
- podobny
- Podobnie
- Prosty
- prostsze
- po prostu
- jednocześnie
- ponieważ
- pojedynczy
- sytuacja
- Rozmiar
- Sceptycyzm
- Sceptycy
- Palić
- Migawka
- So
- słoneczny
- Układ Słoneczny
- rozwiązanie
- Rozwiązania
- kilka
- Ktoś
- coś
- gdzieś
- wyrafinowany
- SOS
- poszukiwany
- Zabrzmiał
- Typ przestrzeni
- Przestrzeń i czas
- Mówiąc
- prędkość
- prędkości
- spędził
- Dzieli
- Spot
- rozpiętość
- kwadrat
- etapy
- standard
- Stanford
- Uniwersytet Stanford
- Gwiazda
- Gwiazdy
- początek
- rozpoczęty
- rozpocznie
- Stan
- Zjednoczone
- pobyt
- Ewolucja krok po kroku
- Stephen
- Cel
- Nadal
- Stop
- zatrzymany
- przechowywania
- Historia
- sznur
- dąży
- Struktura
- student
- Studiował
- badania naukowe
- Badanie
- Studiowanie
- styl
- udany
- Z powodzeniem
- taki
- sugerować
- Wskazuje
- odpowiedni
- nałożenie
- pewnie
- Powierzchnia
- zdziwiony
- zaskakujący
- otaczający
- przetrwać
- Przełącznik
- system
- zwalczanie
- Brać
- Zadania
- trwa
- biorąc
- Zadanie
- zespół
- Zespoły
- Technologia
- teleskop
- powiedzieć
- mówi
- REGULAMIN
- test
- przetestowany
- texas
- podręcznik
- niż
- że
- Połączenia
- Przyszłość
- Informacje
- świat
- ich
- Im
- sami
- następnie
- teoretyczny
- teoria
- Tam.
- Te
- praca
- one
- rzeczy
- myśleć
- Myślący
- Trzeci
- to
- całkowicie
- tych
- chociaż?
- myśl
- trzy
- Przez
- poprzez
- Rzucanie
- A zatem
- czas
- czasy
- do
- razem
- także
- wziął
- Top
- rozdarty
- Rysunek kalkowy
- śledzić
- Śledzenie
- pociągi
- przemiany
- przekazać
- odłowu
- Podróżowanie
- wypróbowany
- biliony
- trio
- wycieczka
- kłopot
- prawdziwy
- naprawdę
- godny zaufania
- próbować
- Obrócony
- Obrócenie
- włącza
- twist
- drugiej
- rodzaj
- ostateczny
- odkryć
- dla
- zrozumieć
- zrozumienie
- zrozumiany
- wyjątkowy
- jednostka
- Wszechświat
- uniwersytet
- University of California
- Uniwersytet Cambridge
- nieznany
- w odróżnieniu
- Nierealny
- aż do
- Niewypowiedziany
- odsłonięty
- na
- posługiwać się
- używany
- za pomocą
- zazwyczaj
- różnorodny
- Naprawiono
- skraj
- wersja
- początku.
- Zobacz i wysłuchaj
- widoki
- łamane
- wizja
- odwiedził
- Tom
- kłęby
- Głosować
- Ściana
- chcieć
- poszukiwany
- chce
- była
- Oglądaj
- Droga..
- sposoby
- we
- webp
- DOBRZE
- znane
- były
- Co
- jeśli chodzi o komunikację i motywację
- czy
- który
- Podczas
- KIM
- cały
- którego
- dlaczego
- będzie
- Gotowość
- w Zimie
- w
- w ciągu
- bez
- świadek
- słowo
- Praca
- pracować razem
- pracował
- pracujący
- wypracowanie
- działa
- warsztat
- warsztaty
- świat
- świat
- gorzej
- by
- napisać
- napisany
- Źle
- napisał
- xi
- rok
- lat
- You
- młody
- zefirnet
- zoom