¿Dónde y cómo se almacena la entropía de un agujero negro?

Puede encontrar la mayor parte de la entropía del agujero negro en la superficie de Event Horizon asociada con cuerdas. El resto está asociado con la radiación de Hawking, etc. Como la región dentro del horizonte de eventos está completamente desconectada de nuestro universo, esto debe ser cierto para evitar la "disminución de la entropía" del sistema (nuestro universo).

La misma entropía duplicada también se puede encontrar dentro del horizonte de eventos. Pero, la mayor parte de la entropía se encuentra en la singularidad.

¿Cómo se puede empaquetar tanta información en una región tan pequeña?

En realidad, no es nada frente a la semilla de singularidad del Big Bang. No hay límite para el proceso de embalaje.

¿Cómo funciona el embalaje?

Aún no lo sabemos. Recuerde, cuando una teoría le da un número monstruosamente alto o bajo como infinito, etc., significa que no ha podido describir la situación en nuestro dominio de trabajo. Cuando la Relatividad General predice la singularidad, significa que describir la singularidad está más allá de su nivel. La Relatividad General es para cuerpos grandes y la singularidad es muy, muy pequeña donde gobierna la probabilidad. Entonces, para comprender el proceso, necesitamos una teoría de la gravedad para el mundo cuántico. Y estamos trabajando en ello.

Esta es una pregunta muy profunda en la física. Dado que un agujero negro tiene una entropía que escala como

$$S_{BH} \sim \frac{A}{4},$$ la pregunta es como se relaciona esto $S_{Boltzmann} = K_B \ln W$. Como en, ¿cuáles son los microestados de la teoría que contienen la información en el agujero negro? Esto fue respondido en parte por una serie de artículos de Vafa, Strominger, Callan, Maldacena en la década de 1990 y la respuesta es que los microestados del agujero negro en realidad se realizan al compactar el tipo $IIB$teoría de cuerdas en $T_4 \times S_1$. En la geometría resultante, $n_5$número $D_5$las branas se envuelven alrededor del toro y $n_1$número $D_1$branas alrededor del círculo. En el límite el acoplamiento de cuerdas es pequeño, la geometría efectiva cuenta correctamente los microestados del agujero negro. Desde entonces, ha habido una gran cantidad de trabajo para construir los microestados y contarlos con precisión para una gran familia de agujeros negros. Sin embargo, estas soluciones funcionan solo en o cerca del límite extremo donde toda la física del agujero negro se puede escribir en términos de las cargas de la teoría. Existe una restricción adicional de que funciona mejor en casos supersimétricos y cuando el acoplamiento es pequeño.

Mathur, Lunin propusieron una técnica más robusta en el llamado enfoque fuzzball que supera la restricción de acoplamiento al considerar que el agujero negro es una geometría efectiva de$e^S$número de estados de cadena enlazados, con$S$aquí está la entropía.