Квантовая запутанность чёрные дыры и информационный парадокс

[zubik67]

Согласно общей теории относительности, чёрные дыры могут поглощать материю и излучение, не оставляя следов о состоянии поглощённых объектов. Однако это противоречит принципам квантовой механики, согласно которым информация не может быть уничтожена.
Существует несколько предположений для разрешения этого парадокса. Одно из них связано с излучением Хокинга, которое может нести информацию о состоянии чёрной дыры. Другие гипотезы включают идею "мягких волос" чёрной дыры или концепцию, что информация остаётся в виде изменений структуры горизонта событий, однако это не решает полностью проблему потери информации.
Что если предпожить, что информация сохраняется через связь между чёрными дырами и ранней Вселенной? В этом контексте можно рассмотреть роль сингулярности Большого взрыва, как источника всех частиц и потенциального "хранилища" информации.
Если считать, что сингулярность Большого взрыва породила всю материю и энергию во Вселенной, то все частицы могли быть связаны единым квантовым состоянием в момент их возникновения. Эта первичная запутанность сохраняется, даже если частицы поглотились чёрными дырами.
Когда частица поглощается чёрной дырой, её состояние изменяет состояние самой чëрной дыры. Но если чёрная дыра является частью глобальной квантовой запутанности с сингулярностью Большого взрыва, то информация о частице не теряется. Она сохраняется в более широком состоянии всей Вселенной, связанном с сингулярностью.
Это может означать, что частицы, рождающиеся в ранней Вселенной, несут информацию о частицах, поглощённых чёрными дырами. Таким образом, запутанность между чёрными дырами и сингулярностью Большого взрыва обеспечивает механизм для сохранения и перераспределения информации.

Вывод

Гипотеза предполагает, что информация в нашей Вселенной не теряется в чëрных дырах, а распределяется через квантовую запутанность. Чёрные дыры, сингулярность Большого взрыва и все частицы оказываются связанными в глобальном квантовом состоянии.

[Anton_Peplov]

zubik67 в сообщении #1668569 писал(а):

В этом контексте можно рассмотреть роль сингулярности Большого взрыва, как источника всех частиц и потенциального "хранилища" информации.

Чего-чего?
1. Была ли та сингулярность - большой вопрос. Скорее всего, нет: до сих пор везде, где появлялись сингулярности, они сигнализировали лишь, что теория выходит за рамки применимости. В частности, в инфляционной космологии (но не только в ней) исходной сингулярности нет.
2. Даже если сингулярность когда-то и была, то ее больше нет. Как она может продолжать оставаться с чем-то квантово запутанной?
3. Квантовая запутанность не передает информацию (не может быть использована для связи), т.к. попытка передать информацию разрушает запутанность.
4. Почему вообще именно сгинувшая 13,8 млрд лет назад (даже если существовавшая) сингулярность, а не какой-то ныне существующий объект? Свалите все на темную материю. На нее модно валить все необъясненное.

Пустое это все. Теории квантовой гравитации нет, и Вы сейчас на коленке ее не изобретете.

[zubik67]

Нет так нет, мне она не нужна, да и речь не о ней

[Anton_Peplov]

Информационный парадокс черной дыры - это противоречие между ОТО (как она сейчас есть) и квантовой механикой (как она сейчас есть). Одно из нескольких известных противоречий. Разрешить все эти противоречия - задача для будущей теории квантовой гравитации. Фантазировать по поводу одного конкретного парадокса, не обладая даже минимальной подготовкой по предмету - занятие увлекательное, но малоосмысленное.

[Ghost_of_past]

zubik67 в сообщении #1668569 писал(а):

Если считать, что сингулярность Большого взрыва породила всю материю и энергию во Вселенной

А зачем так считать? Сингулярность - это специфика класса определенных моделей, но в других классах моделей такой сингулярности нет - например, в моделях теории вечной хаотической инфляции. В большинстве таких моделей инфляционная мультивселенная оказывается безначальной, т.е. бесконечной в прошлое.

zubik67 в сообщении #1668569 писал(а):

все частицы могли быть связаны единым квантовым состоянием в момент их возникновения

Есть эмпирические данные, подтверждающие это? Пожалуйста, дать ссылки на соответствующие исследования.

[zubik67]

Anton_Peplov в сообщении #1668571 писал(а):

Даже если сингулярность когда-то и была, то ее больше нет. Как она может продолжать оставаться с чем-то квантово запутанной?

Сингулярность может и сгинула, но порождённые элементарные частицы здравствуют и по сей день.

[Anton_Peplov]

zubik67 в сообщении #1668579 писал(а):

Сингулярность может и сгинула, но порождённые элементарные частицы здравствуют и по сей день.

И остаются запутанными все это время? В том самом, первоначальном, квантовом состоянии? Невзирая на все, что с ними происходило на протяжении без малого 14 млрд лет? Экая неубиваемая запутанность. И чего создатели квантовых устройств так над ней трясутся, сохранить пытаются.

[Ghost_of_past]

zubik67 в сообщении #1668579 писал(а):

Сингулярность может и сгинула, но порождённые элементарные частицы здравствуют и по сей день.

Так что там с доказательной базой у Вашей гипотезы?

[zubik67]

Ghost_of_past в сообщении #1668588 писал(а):

zubik67 в сообщении #1668579 писал(а):

Сингулярность может и сгинула, но порождённые элементарные частицы здравствуют и по сей день.

Так что там с доказательной базой у Вашей гипотезы?

Обязательно Вам отвечу, а пока предложу мысленный эксперимент:
1. Берëте ЧД 1 шт.
2. Пару запутанных частиц.
3. Бросаете одну из них в ЧД.
4. По состоянию той что осталась на свободе восстанавливаете параметры второй частицы в произвольный момент времени.

-- 06.01.2025, 01:15 --

-- 06.01.2025, 01:18 --

Anton_Peplov в сообщении #1668587 писал(а):

И остаются запутанными все это время?

Чем дальше, тем больше запутываются с окружением. Но для корреляций это не страшно? Они размазываются по большему количеству частиц.

-- 06.01.2025, 01:18 --

[warlock66613]

zubik67 в сообщении #1668642 писал(а):

По состоянию той что осталась на свободе восстанавливаете параметры второй частицы в произвольный момент времени.

Запутанность работает не так.

[zubik67]

Проясните, пожалуйста

[warlock66613]

Если после запутывания на вторую частицу было какое-то воздействие, изменившее её состояние, это никак не повлияет на локальное состояние первой частицы. Поэтому никак вы не предскажете состояние второй частицы по состоянию первой, кроме случая когда точно известно что происходило со второй частицей.

[schoolboy]

zubik67
По-моему, тут все очень просто. Пусть имеем систему двух запутанных фотонов. Спин системы ноль, один фотон отправляется в черную дыру. Ровно тогда, когда мы измеряем у второго фотона спин вдоль какого-то направления и получаем 1, то исчезают причины сомневаться, что черная дыра получила от первого фотона момент -1 вдоль того же направления. Где тут парадоксы?

Закона сохранения информации вроде бы не существует, квантовая механика его не постулирует. Вроде бы кто-то верит в волновую функцию Вселенной и её унитарность, но это религия. Если Вы к этому ведете.

[zubik67]

Так я и не собираюсь, я просто смиренно пытаюсь показать что никакой потери информации при испарении чëрной дыры нет.

[Somnevator]

Anton_Peplov в сообщении #1668573 писал(а):

Информационный парадокс черной дыры

Не ответ на вопрос темы данного обсуждения, но комментарий.
Не слишком ли преувеличена проблема с уничтожением информации в черной дыре?

Предположим, объект некоторой массы пересек горизонт событий. Да, информация об объекте будет навсегда утрачена. А результатом этого события будет увеличение массы ЧД.
Но ведь увеличение массы ЧД приведет к изменению ее гравитационного поля. А это означает, что орбиты тех объектов, которые могут вращаться вокруг черной дыры, изменятся. Кроме того, увеличится и скорость вращения черной дыры (ведь поглощенная масса устремится к центру), а значит и траектории в эргосфере ЧД также изменятся, и форма самой эргосферы может измениться, усложниться.

Таким образом, после падения объекта в ЧД для описания ее нового окружения понадобится некоторый объем информации. Вероятно, можно даже установить зависимость между массой поглощенного объекта и количеством измененной информации по эту сторону горизонта.

Для примера. Допустим, вокруг ЧД вращаются какие-то звезды, планеты, кометы. Они движутся по стационарным орбитам в гравитационном поле ЧД, а также сами в некоторой степени могут влиять на движения друг друга, производя смещения орбит. И вот мы взялись изучить историю движения этих объектов, производим расчеты в обратном направлении течения времени. И видим, что в какой-то момент у нас не сходятся данные. Но подставив в расчеты некое событие, находим решение. Т.е., мы можем вычислить, что в конкретное время в конкретной точке горизонта объект такой-то массы пересек горизонт.

Конкретная информация об объекте, сосредоточенная на нем точечно, перераспределяется и «размазывается» по окружению ЧД (в ее гравитационном поле, в эргосфере, в движении объектов, и далее в их взаимодействии, ведь какие-нибудь два объекта столкнулись только из-за того самого увеличения массы ЧД, а могли бы разойтись).
Да, это косвенное сохранение информации, но в битах количество информации "до" может быть эквивалентным количеству информации "после". Тогда это дискретное перераспределение информации из концентрированного состояния в рассредоточенное.