NGHỊCH LÝ HAWKING

 

NGHỊCH LÝ HAWKING

93B

HAWKING PARADOX

Theo Hawking thì sau khi lỗ đen bốc hơi tan biến thì thông tin đi vào lỗ đen cũng biến mất  cấu trúc ban đầu ,điều này lại mâu thuẫn với định lý bảo toàn unitarity của CHLT (cơ học lượng tử ) !

Nghịch lý thông tin là một bài toán xưa đã hơn 40 năm

Gần đây các nhà vật lý đặt vấn đề tìm hiểu lại nghịch lý Hawking  !

Các nhà vật lý chứng minh rằng nếu entropy bức xạ tuân theo đường cong Page thì unitarity được khôi phục , vậy thông tin giữ lại cấu trúc ban đầu ,

Trong cách tiếp cận mới nổi lên các vấn đề : entropy liên đới lượng tử , đường cong PAGE và QES (quantum Extremal Surface-mặt cực trị lượng tử ), 

Entropy liên đới lượng tử là gì ?

Đường cong PAGE là gì ?

Đây là những  yếu tố mới mà các nhà vật lý đưa vào trong vấn đề thông tin bảo toàn của lỗ đen.Trước đây các nhà vật lý xem lỗ đen và bức xạ là 2 đối tượng độc lập không có mối liên quan lượng tử .

 

                                                 Hình 1.Đường cong Page.

Giờ đây khi lỗ đen bức xạ thì bức xạ và lỗ đen liên đới  lượng tử với nhau.Mối liên quan tổng cộng đó được gọi là entanglement entropy – entropy liên đới lượng tử Theo Hawking  thì đại lượng đó tăng mãi đến khi lỗ đen chết .Tác giả PAGE tìm ra  nếu thông tin thoát ra ngoài thì entropy liên đới lượng tử phải tuân theo đường cong PAGE có dạng chữ V ngược như hình /\ (xem hình 1). 

Từ entanglement quantum –nhiều tác giả dịch  là rối hay vướng víu lượng tử , thực tế không có rối hoặc vướng víu nào cả mà là một hiện tượng lượng tử ).

THẾ NÀO LÀ QES ( Quantum Extremal Surfaces)?

QES  là mặt cực trị hóa  entropy hấp dẫn + các đóng góp của trường lượng tử  (extremize gravitational entropy plus contributions of quantum fields) tức entropy liên đới lượng tử nói trên. QES giúp tạo nên đường cong PAGE.

Nghịch lý thông tin là một bài toán xưa đã hơn 40 năm

Gần đây các nhà vật lý chứng minh rằng nếu entropy bức xạ tuân theo đường cong Page thì unitarity được khôi phục , vậy thông tin giữ lại cấu trúc ban đầu ,

Năm 2019 Engelhardt chứng minh rằng QES đã mã hóa được thông tin và thông tin đã bay ra khỏi lỗ đen và thông tin được bảo toàn cấu trúc ban đầu.

 QES phân chia vũ trụ thành hai phần .

Một phần tương đương với biên (boundary). Phần khác liên quan đến thông tin.

Đây là cơ sở để có thể sử dụng  AdS/CFT và lỗ sâu (lỗ sâu sẽ là một phương án đường hầm bí mật mà thông tin thoát được ra ngoài ).

 THÔNG TIN LỖ ĐEN THOÁT RA NGOÀI 

 

   Hình 2

Thông tin lỗ đen thoát ra ngoài .

Khi lỗ đen bức xạ dường như thông tin mất cấu trúc song điều này sẽ không xảy ra nếu entropy liên đới lượng tử tăng rồi giảm xuống (đường cong PAGE) .Điều này xảy ra nhờ sụ xuất hiện của QES.

Quá trình xảy ra qua 5 công đoạn .

 1 /   Lỗ đen bức xạ tao cặp hạt liên đới lượng tử , một hạt bay ra ngoài hạt kia đi vào lỗ đen 

2  /   Khi số hạt liên đới tăng lên thì entropy liên đới cũng tăng lên

3 /   Mặt QES xuất hiên trong đường chân trời biến lỗ đen thành một vành

4 /  Những hạt nằm trong không còn thuộc về lỗ đen nữa 

5 / Khi lỗ đen chết thì entropy liên đới lượng tử trở thành số không.

KẾT LUẬN 

Vậy theo các khảo sát gần đây thì thông tin có thể bảo toàn cấu trúc khi lỗ đen tan biến vì bức xạ (theo Hawking).Yếu tố quan trong trong quan điểm này là bức xạ và lỗ đen không còn là những đối tượng độc lập mà liên đới lượng tử với nhau tạo nên entropy entanglement tuân theo đường cong PAGE.

Một yếu tố quan trọng khác là mặt QES (mặt cực trị của etropy entanglement) chia vũ trụ thành hai phần : biên ngoài và bên trong. Điều này tạo cơ sở để có thể sử dụng đối ngẫu AdS/CFT và các lỗ sâu.

 TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1]George Musser,The Most Famous Paradox in Physics Nears Its End

In a landmark series of calculations, physicists have proved that black holes can shed information, which seems impossible by definition. The work appears to resolve a paradox that Stephen Hawking first described five decades ago.

https://www.quantamagazine.org/the-most-famous-paradox-in-physics-nears-its-end-20201029/

[2]NATALIE WOLCHOVER

This Physicist Discovered an Escape From Hawking’s Black Hole Paradox

The five-decade-old paradox — long thought key to linking quantum theory with Einstein’s theory of gravity — is falling to a new generation of thinkers. Netta Engelhardt is leading the way.

https://www.quantamagazine.org/netta-engelhardt-has-escaped-hawkings-black-hole-paradox-20210823/

[3] ASTRONOMY,IF ENTANGLEMENT ENTROPY FOLLOWS THE PAGE CURVE, THEN INFORMATION GETS OUT OF THE BLACK HOLE (ASTRONOMY)

https://theuncoverreality.in/2020/11/02/if-entanglement-entropy-follows-the-page-curve-then-information-gets-out-of-the-black-hole-astronomy/