Estoy leyendo "Breve respuestas" de Hawking. Se quejó de que los agujeros negros destruir información (y estaba tratando de encontrar una manera de evitar esto). ¿Lo que no entiendo: no es eliminar información de un proceso normal? ¿No quema una carta o borrar un disco duro logra lo mismo?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
(Las respuestas por parte de la Marca H y B. fox fueron publicados mientras que este estaba siendo escrito. Esta respuesta dice lo mismo en diferentes palabras, pero me fui por delante y publicado de todos modos, porque a veces diciendo lo mismo en diferentes palabras pueden ser útiles.)
La clave es apreciar la diferencia entre la pérdida de información en la práctica y la pérdida de información en principio.
Si usted escribe "Mi contraseña es 12345" en un pedazo de papel y, a continuación, grabar, la información podría perderse para todos los propósitos prácticos, pero eso no significa que la información se pierde en el principio. Para ver la diferencia, de comparar estos dos escenarios:
Escenario 1: Se escribe "Mi contraseña es 12345" en un pedazo de papel y luego grabarlo.
Escenario 2: Se escribe "Mi contraseña es ABCDE" en un pedazo de papel y luego grabarlo.
Exactamente lo que sucede en cualquiera de los casos depende de muchos detalles, como la disposición específica de las moléculas en el pedazo de papel y la tinta, los detalles específicos de la llama que se usa para encender el papel, la disposición específica de las moléculas de oxígeno en la atmósfera cerca de la quema de papel, etc, etc, etc. La variedad de posibles resultados es igualmente amplia, con posibles resultados que difieren entre sí en los detalles específicos de las partes de la ponencia terminó como el que las piezas de ceniza, que las moléculas terminó siendo oxidado y a la deriva, en tal-y-tal dirección, etc, etc, etc. Esta es la razón por la información que se pierde en la práctica.
Sin embargo, de acuerdo a las leyes de la física tal y como la entendemos hoy en día, todos los de la física los resultados posibles en el Escenario 1 son diferentes de todos los de la física los resultados posibles en el Escenario 2. No hay ninguna manera de comenzar con un pedazo de papel que dice "Mi contraseña es 12345" y terminan con , precisamente, el mismo estado final (a nivel molecular) como si el trozo de papel que había dicho "Mi contraseña es ABCDE". En este sentido, la información no se pierde en principio.
En otras palabras, las leyes de la física tal y como la entendemos hoy en día son reversibles en principio, aunque no son reversibles en la práctica. Esta es una de las ideas principales detrás de cómo la segunda ley de la termodinámica se deriva de la mecánica estadística.
El agujero negro paradoja de la información dice que nuestra comprensión actual de la física es necesariamente imperfecto. Información realmente se pierde en principio, cuando un agujero negro se evapora, o de lo contrario el espacio-tiempo tal y como la conocemos es sólo una de aproximadamente-concepto válido que falla en este caso, o bien algunos otros igualmente drástica cosa. Creo que es importante apreciar que el agujero negro paradoja de la información es que no es obvio para la mayoría de la gente (ciertamente no para mí, y tal vez no a nadie). Como un testamento a lo no-obvio es, aquí hay un par de artículos de revisión en su mayoría escrito para un público que ya entiende tanto de la relatividad general y la teoría cuántica de campos:
[1] Marolf (2017), "El Agujero Negro" problema de la información: pasado, presente y futuro" http://arxiv.org/abs/1703.02143
[2] Polchinski (2016), "El Agujero Negro" Problema de la Información," http://arxiv.org/abs/1609.04036
[3] Harlow (2014), "Jerusalén Conferencias sobre los Agujeros Negros y la Información Cuántica," http://arxiv.org/abs/1409.1231
[4] Mathur (2011), "Lo que la paradoja de la información no es," http: //arxiv.org/abs/1108.0302
[5] Mathur (2009), "La paradoja de la información: Una pedagógica introducción," http://arxiv.org/abs/0909.1038
Sección 2 en [1], dice:
convencionales de la física implica el Hawking efecto difieren fundamentalmente de familiares emisión térmica de los objetos calientes como las estrellas o la quema de madera. Para explicar esta diferencia, ... [detalles técnicos]
Sección 4.2 en [2], dice:
La quema codifica cualquier información inicial, lo que es difícil de decodificar, pero es reversible en principio. ... Común la reacción inicial a Hawking afirma es que un agujero negro debe ser como cualquier otro sistema térmico... Pero hay una diferencia: el carbón no tiene horizonte. La década de los fotones procedentes del carbón se enreda con las excitaciones en el interior, pero este último puede imprimir en su estado cuántico hacia la saliente más tarde fotones. Con el agujero negro, el interior de las excitaciones están detrás del horizonte, y no puede influir en el estado de después de los fotones.
El punto de la inclusión de estas referencias/extractos es simplemente para decir que la paradoja es que no es obvio.
El punto de esta respuesta se debe principalmente a decir que la quema de una carta o eliminación de un disco duro son reversibles en principio (sin pérdida de información, en principio) a pesar de que la información prácticamente inaccesibles, debido a reconstruir el mensaje original a partir de sus cenizas (y la radiación infrarroja que se ha escapado al espacio, y las moléculas que se han disipado a la atmósfera, etc, etc, etc) es excesivamente difícil, por decir lo menos.
Nota añadida: Un comentario en el OP señaló que la respuesta anterior niega a considerar la cuestión de la medición. Este es un tema importante a abordar, dado que la medición de un observable impide la medición simultánea de una solución mutuamente no observables que conmutan. Cuando decimos que las leyes de la física como la conocemos actualmente ellos son "reversibles", estamos ignorando el infame problema de medición de la física cuántica, o al menos la explotación de la libertad indefinidamente de aplazar la aplicación de la "proyección postulado." Una vez que los efectos de la medición de eventos han comenzado a proliferar en el sistema extendido, el sistema extendido se enreda con la cantidad medida en prácticamente irreversible. (La imposibilidad de medir de forma simultánea no observables que conmutan con una precisión perfecta, está implícita en esto.) Todavía es reversible, en principio, a pesar de que, en el sentido de que los distintos estados iniciales producir distintos estados finales — siempre se conservará la plena enredados estado final. Esto es lo que los físicos tienen en mente cuando dicen que las leyes de la física como la conocemos actualmente ellos son "reversibles". El agujero negro paradoja de la información toma esto en cuenta. La paradoja es que no se resuelve mediante el aplazamiento de los efectos de la medición de forma indefinida en el caso de los huecos negros, ni se resuelve mediante la aplicación de la "proyección postulado" tan pronto como nos puede salirse con la suya en la quema-pieza-de-la caja de papel. (De nuevo, la BH info paradoja es que no es obvio, pero estas cosas han sido cuidadosamente considerados, y no resolver la paradoja.)
Puesto que no sabemos cómo resolver el problema de medición, o bien, supongo que deben permanecer abiertos a la posibilidad de que el agujero negro paradoja de la información y la medición problema podría estar relacionado con que en algunos aún no descubiertos. Tal conexión no está claro, y parece poco probable a la luz de la AdS/CFT correspondencia [6][7], que parece proporcionar una bien definida la teoría de la gravedad cuántica, que es completamente reversible, en el sentido definido anteriormente, pero en un universo con un negativo de la constante cosmológica, a diferencia del universo real que tiene un resultado positivo en constante cosmológica [8]. Si los dos misterios están conectados o no, creo que es seguro decir que todavía tenemos mucho que aprender acerca de ellos.
[7] Fondo para la comprensión del principio holográfico?
[8] ¿Cómo definir los límites de un espacio infinito en el principio holográfico?
Mark H
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2378
Cuando el Dr. Hawking habla sobre la información que está siendo destruido, él está hablando acerca de la supresión de toda evidencia de que la información haya existido jamás. En el caso de la quema de una carta por escrito, usted puede realizar un seguimiento de la trayectoria y la composición de cada humo de partículas como el libro quemado. Desde la tinta y el papel generar diferentes tipos de humo y empezar a diferentes lugares, usted podría utilizar esa información para reconstruir el libro original.
Obviamente, esto es imposible de hacer en la vida real, pero la información está ahí. De la misma manera que la energía no se crea ni se destruye, la información no se crea ni se destruye. Esta es la razón por Hawking era sospechoso sobre los agujeros negros en los que parecen no conservar ninguna evidencia de lo que cayó en ellos.
Pops
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141
Debo admitir que yo no soy la persona más capacitada para responder aquí.
Si el lugar de la quema carta en una caja sellada (sistema cerrado) y permitir que el sistema para llevar a sí mismo a su estado final, con un perfecto modelo de la física de los involucrados, se puede rastrear el estado final de vuelta a su estado original si se conocen las propiedades de la final estado perfectamente porque las partículas constituyentes de la carta de llevar con ellos la información acerca de sus interacciones previas. Que la información se conserva en el sistema, y puede ser decodificado.
Si usted coloca un agujero negro en una caja y algo de la caída en la materia, la información se pierde en el horizonte, de forma permanente, una vez que el agujero negro se evapora.
