ブラックホールの相補性

ブラックホール相補性は、レナード・サスキンド、ラールス・ソルラシウス、ジョン・アグラム^[1]、ジェラルド・トホーフト^[2 ]によって提唱された、ブラックホール情報パラドックスに対する推測上の解決策である。 [3 ^]

スティーブン・ホーキングが、情報は事象の地平線を通過すると蒸発するブラックホールで失われ、特異点で必然的に破壊され、これにより純粋な量子状態が混合状態に変わる可能性があると示唆して以来、一部の物理学者は、完全な量子重力理論が単位時間発展で情報を保存できるのではないかと考えてきました。しかし、情報が光よりも速く移動しなければ事象の地平線から逃れられないのであれば、これはどのように可能になるのでしょうか。これは、失われた情報のキャリアとしてのホーキング放射を排除しているようです。また、地平線には局所的に特別なことは何もないので、情報は事象の地平線で「反射」できないように見えます。

レナード・サスキンド、ラーラス・ソルラシウス、ジョン・アグラム^[1]は、この問題の根本的な解決法として、情報は事象の地平線で反射され、かつ事象の地平線を通過して逃げることはできないが、観測者が両方の話を同時に確認することはできないという主張を提案した。外部の観測者によると、地平線自体での無限の時間の遅れにより、地平線に到達するのに無限の時間がかかるように見える。彼らはまた、事象の地平線の外側にプランク長さほど浮かんでいる物理的かつ熱い膜である引き伸ばされた地平線を仮定した。外部の観測者によると、落下する情報は引き伸ばされた地平線を加熱し、それがそれをホーキング放射として再放射し、全体の進化はユニタリーである。しかし、落下する観測者によると、事象の地平線自体では何も特別なことは起こらず、観測者と情報の両方が特異点にぶつかる。これは、情報のコピーが 2 つ (1 つは地平線上またはそのすぐ外側、もう 1 つはブラックホール内部) 存在するという意味ではありません。そうすると、複製不可定理に違反するからです。そうではなく、観測者は地平線自体またはその内部でのみ情報を検出でき、両方を同時に検出することはできません。相補性は、非可換観測量の量子力学の特徴であり、両方の話は量子的な意味で相補的であり、矛盾がないため、量子力学の線形性に違反しないことも意味します。

落下する観測者は、情報の入口が事象の地平線上に局在しているのを見るが、外部の観測者は、情報が再放射される前に引き伸ばされた地平線全体に均一に広がっていることに気づき、事象の地平線を動的な膜として認識する。

落下する観測者にとって、情報とエントロピーは地平線を通過しますが、興味深いことは何もありません。外部の観測者にとって、情報とエントロピーは、エントロピー、粘性、および電気伝導性を持つ散逸流体のように機能する引き伸ばされた地平線に吸収されます。詳細については、膜パラダイムを参照してください。引き伸ばされた地平線は、地平線上で対数的に急速に広がる表面電荷で伝導します。

地平線付近の有効場理論の妥当性とエンタングルメントの一夫一婦制を組み合わせると、高エネルギーの短波長光子が地平線に存在する AMPS「ファイアウォール」^{[4]の存在が示唆されている。}