Susskind ขุดความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดำนี้ และเมื่อถึงช่วงเปลี่ยนศตวรรษ เขาคิดว่าเขาได้แก้ไขมันด้วยข้อเสนอที่เรียกว่าความเกื้อกูล โดยพื้นฐานแล้ว เขาแย้งว่าข้อมูลสามารถข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ได้พร้อมๆ กัน และไม่เคยข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ ตราบใดที่ไม่มีผู้สังเกตการณ์คนใดคนหนึ่งสามารถเห็นข้อมูลดังกล่าวได้ในทั้งสองสถานที่หากอนุภาคตกลงไปในหลุมดำ นักบินอวกาศที่ตกลงมาข้างๆ มันจะไม่เห็นว่ามีอะไรพิเศษเกิดขึ้น เนื่องจากทั้งคู่เคลื่อนตัวข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์และเข้าไปในภายในของหลุมดำ แต่นักบินอวกาศอีกคนที่เฝ้าดูจากภายนอกจะไม่มีวันเห็นเพื่อนหรืออนุภาคของเขาผ่านขอบฟ้า
เหตุการณ์ จากมุมมองของเขา อนุภาคจะเข้าใกล้ขอบฟ้าอย่างน่ากลัว
แต่ก็ไม่เคยข้ามมันเลย ในที่สุด เมื่อหลุมดำระเหยออกไป บางทีอาจถึงล้านล้านล้านล้านล้านล้านปีต่อมา (นักบินอวกาศในการทดลองทางความคิดมีอายุยืนยาวอย่างน่าทึ่ง) นักบินอวกาศนอกหลุมดำจะเห็นรังสีฮอว์คิงที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคที่ตกลงมา
คำอธิบายของ Susskind นั้นไม่เป็นธรรมชาติ แต่อย่างน้อยก็สวยงาม สำหรับผู้สังเกตการณ์ทั้งสอง ข้อมูลจะถูกเก็บรักษาไว้ ( SN: 9/25/04, p. 202 ) นอกจากนี้ นักบินอวกาศภายนอกยังสามารถรวมทุกอย่างที่ตกลงสู่ภายในหลุมดำอันกว้างใหญ่เข้าด้วยกันได้ เพียงแค่เฝ้าสังเกตขอบฟ้าเหตุการณ์ แนวคิดนี้ซึ่งเสนอโดยฮวน มัลดาเซนาที่สถาบันเพื่อการศึกษาขั้นสูงในเมืองพรินซ์ตัน รัฐนิวเจอร์ซี เรียกว่าหลักการโฮโลแกรม: เช่นเดียวกับโฮโลแกรมสองมิติสามารถพรรณนาวัตถุสามมิติได้ พื้นผิวของหลุมดำในทางทฤษฎีก็เผยให้เห็นทุกสิ่งภายใน มัน. ( เรื่องราวดำเนินต่อไปด้านล่างกราฟิก )
พาสต้าหรือบาร์บีคิว?
ตั้งแต่ปี 1970 นักฟิสิกส์มีปัญหาในการเสนอข้อเสนอที่อธิบายชะตากรรมของบางสิ่งหรือใครบางคน ตกลงไปในหลุมดำที่ไม่ละเมิดทฤษฎีที่ผ่านการทดสอบมาอย่างดี จนถึงปี 2012 ดูเหมือนว่าความสมบูรณ์ (ด้านซ้ายของภาพ) จะใช้งานได้ดี มันบอกว่านักบินอวกาศที่ตกลงไปในหลุมดำจะไม่สังเกตเห็นอะไรเป็นพิเศษเมื่อเขาข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์
แต่คนที่อยู่ข้างนอกจะไม่มีวันเห็นเพื่อนของเขาไปถึงขอบฟ้า ข้อมูลจะถูกเก็บรักษาไว้สำหรับผู้สังเกตการณ์ทั้งสอง แต่การเกื้อหนุนกันจะทำลายกฎอีกข้อหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัม (ดู “สิ่งกีดขวางที่เป็นปัญหา” ด้านล่าง) บางคนโต้แย้งว่ากําแพงรังสีตามแนวขอบฟ้าเหตุการณ์จะเผาสสารที่เข้ามา (ด้านขวาของภาพ)
เครดิต: James Provostจุดชนวนความขัดแย้งของข้อมูลหลุมดำโดยแสดงให้เห็นว่าในการแก้ปัญหาหนึ่ง ซัสคินด์และมัลดาเซนาได้สร้างปัญหาขึ้นมาอีกปัญหาหนึ่ง ประเด็นนี้เน้นที่อีกแง่มุมหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัมที่เรียกว่า entanglement ซึ่งเชื่อมโยงคุณสมบัติของอนุภาคหลาย ๆ ตัวโดยไม่คำนึงถึงระยะห่างระหว่างกัน การเสริมกันของ Susskind และ Maldacena อาศัยการพัวพันเพื่อรักษาข้อมูล เมื่อข้อเสนอดำเนินไป อนุภาคของรังสีฮอว์คิงจะเชื่อมโยงถึงกัน เพื่อให้ผู้สังเกตการณ์สามารถวัดการแผ่รังสีและแยกส่วนสิ่งที่อยู่ภายในหลุมดำเข้าด้วยกันได้เมื่อเวลาผ่านไป
ในการทดลองทางความคิดอีกครั้งหนึ่ง Polchinski และทีมของเขาไตร่ตรองว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากอนุภาคที่พัวพันเพียงคู่หนึ่งใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำตกลงไป ในขณะที่อีกอนุภาคหนึ่งรอดพ้นจากการแผ่รังสีของ Hawking อนุภาคที่หลบหนีจะต้องเข้าไปพัวพันกับอนุภาคฮอว์คิงอีกตัวหนึ่งด้วย แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่ไม่ควรทำในกลศาสตร์ควอนตัม: อนุภาคที่พัวพันซึ่งกันและกันนอกหลุมดำก็ไม่สามารถเข้าไปพัวพันกับอนุภาคภายในหลุมดำได้ นักฟิสิกส์เรียกสิ่งนี้ว่าการมีภรรยาหลายคน
สิ่งกีดขวางที่มีปัญหา
สำหรับข้อมูลที่จะเก็บรักษาไว้ อนุภาคที่ส่งออกของรังสีฮอว์คิงจะต้องพันกัน (เชื่อมโยงควอนตัม) เข้าด้วยกัน แต่เพื่อให้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปถูกต้อง อนุภาคภายในหลุมดำจะต้องพัวพันกับอนุภาคนอกหลุมดำ น่าเสียดายที่สิ่งพัวพันทั้งสองนี้ไม่สามารถอยู่ร่วมกันได้ การทำลายสิ่งกีดขวางอย่างใดอย่างหนึ่งจะสร้างไฟร์วอลล์
เครดิต: James Provost
เพื่อแก้ไขการละเมิดทฤษฎีควอนตัมนี้ ทีมงานของ Polchinski ได้ทำการทดลองทางความคิดไปอีกขั้นหนึ่งและพยายามแยกสิ่งพัวพันที่ครอบคลุมขอบฟ้าเหตุการณ์ ผลลัพธ์: กำแพงพลังงานที่ทะลุผ่านไม่ได้ก่อตัวขึ้นที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ เผาและปิดวัตถุขนาดใหญ่หรือเล็กที่พยายามจะผ่านไป พวกเขาเรียกขอบเขตที่ไม่ให้อภัยนี้ว่าไฟร์วอลล์
น่าเสียดายที่แม้ว่าไฟร์วอลล์จะเล่นตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม แต่จะละเมิดทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ตามที่ไอน์สไตน์กล่าว นักบินอวกาศไม่ควรสังเกตเห็นสิ่งผิดปกติใดๆ เมื่อเขาข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์ อันที่จริงแล้ว เขาไม่ควรจะรู้ด้วยซ้ำว่าเขาข้ามมันมาจนกระทั่งต่อมาเมื่อเขาเริ่มสปาเก็ตตี้หรือยืดตัวเหมือนเส้นก๋วยเตี๋ยวจากแรงโน้มถ่วงสุดขีดของภายในหลุมดำและตระหนักว่าแม้แต่การพยายามหลบหนีด้วยความเร็วแสงก็ไม่เกิดผล . ในทางกลับกัน ไฟร์วอลล์จะให้คำใบ้ที่เห็นได้ชัดเจนว่านักบินอวกาศไปถึงขอบฟ้าเหตุการณ์แล้ว: เขาจะทอดทันที หากมีไฟร์วอลล์ สัมพัทธภาพทั่วไปจำเป็นต้องมีการปรับแต่ง
ปัญหาไฟร์วอลล์นี้ทำให้เกิดสัมพัทธภาพทั่วไปกับกลศาสตร์ควอนตัมอีกครั้ง และได้จุดประกายความสนใจครั้งใหม่ในการคิดถึงฟิสิกส์ที่แปลกประหลาดที่เกิดขึ้นที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ “ฉันไม่เห็นกรอบความคิดที่ดีในการแก้ปัญหาด้วยซ้ำ” พอลชินสกี้กล่าว
Credit : christinawolfer.com louislamp.com llanarthstud.com textodepartida.org artrepublicjax.org myquiltvillage.com implementaciontecnologicaw.com pileofawesome.com iawmontreal.org seguintx.org
