¿Se ha resuelto la paradoja de la pérdida de información del agujero negro?

Es una cuestión de opinión, que depende en gran medida de lo que entienda por asentado:

1. ¿Se pierde información o la evolución es unitaria? Hay argumentos basados ​​en AdS/CFT que hacen casi seguro que la evolución de un sistema desde la materia previa al colapso hasta la radiación posterior al colapso es unitaria. Esto se debe a que existe una descripción dual -una descripción equivalente del sistema utilizando diferentes variables- en la que la evolución unitaria es automática. Si esto es cierto para los agujeros negros en AdS, es difícil creer que de alguna manera sea diferente para los agujeros negros en el espacio plano que, a todos los efectos, son tan parecidos a sus primos AdS como deseamos que sean. Basado en eso, la mayoría de las personas que conozco están convencidas de cuál es la respuesta correcta.

2. ¿Cómo se conserva la información, cuál es el mecanismo para la evolución unitaria? En particular, ¿qué hay de malo en los argumentos originales de Hawking para apoyar la pérdida de información? Creo que es justo decir que no sabemos la respuesta, al menos no sabemos cómo expresar la respuesta en el lenguaje gravitacional original. Creo que hay mucho que aprender al hacer esta respuesta, incluso si no la discutimos, lo más explícita posible.

3. Como un subconjunto de eso, ¿fueron convincentes los argumentos dados por Hawking, basados ​​en los argumentos superficialmente similares de Maldacena? Mucha gente es escéptica, incluyéndome a mí. Hay algunos supuestos técnicos y conceptuales que no parecen del todo correctos en esa solución propuesta.

La complementariedad de Susskind no ha resuelto ni zanjado el problema. Susskind (primer artículo que consideraba correctos los cortafuegos) y Harlow (con una laguna) retiraron sus artículos. (luego Susskind, publicó una propuesta de enmienda, pero no concluyente)

Agujeros negros: ¿complementariedad o cortafuegos?

Polchinsk, et al.

"Argumentamos que las siguientes tres afirmaciones no pueden ser todas ciertas: (i) la radiación de Hawking está en estado puro, (ii) la información transportada por la radiación se emite desde la región cercana al horizonte, con una teoría de campo efectivo de baja energía válida más allá de una distancia microscópica del horizonte, y (iii) el observador que cae no encuentra nada inusual en el horizonte. Quizás la resolución más conservadora es que el observador que cae se quema en el horizonte. Las alternativas parecen requerir dinámicas novedosas que, sin embargo, causan violaciones notables de física semiclásica a distancias macroscópicas del horizonte".

... Se cree ampliamente que un observador externo ve esta información emitida por dinámicas complicadas en o muy cerca del horizonte, mientras que un observador que cae a través del horizonte no encuentra nada especial allí. Estas tres propiedades | pureza de la radiación de Hawking, emisión de la información desde el horizonte y ausencia de dramatismo para el observador que cae | en particular, se han incorporado a los axiomas de la complementariedad de los agujeros negros (BHC)...

... Habría una inconsistencia si uno fuera a considerar un gran espacio de Hilbert que describe a ambos observadores a la vez. Tal espacio de Hilbert aparece cuando la gravedad cuántica se trata como una teoría de campo efectiva, pero no puede ser parte de la teoría correcta de la gravedad cuántica si BHC se cumple...

...que utiliza los pares de Hawking producidos de forma natural en lugar de introducir bits entrantes enredados adicionales. Esto nos lleva a una conclusión bastante diferente, que el tiempo de termalización no nos protege de una inconsistencia de BHC....

luego tirar la segunda (se pierde información, evolución no unitaria) o la tercera proposición (no hay drama en el observador), en cualquier caso la complementariedad no es suficiente.

Esperaría que la resolución de este dilema no tenga relación alguna con AdS/CFT, ya que es específico de los espacios anti de Sitter, lo que lo hace irrelevante para nuestro universo (a menos que alguien pruebe una versión analógica para los espacios de De Sitter, lo que parece poco probable)

Creo que la clave para la resolución de este dilema es la falsa suposición de que la evolución cuántica es unitaria en todas partes y para todos los observadores .

Para explicar por qué la suposición anterior es falsa, tomemos por ejemplo el proceso de medición de los observables cuánticos. Independientemente de la doctrina filosófica de la medición a la que uno se suscriba, el hecho es que parte de la información del estado medido se pierde para siempre para la parte que obtuvo la información de la medición. Sí, cuando los observadores hacen mediciones a los sistemas cuánticos, la superposición global del sistema observador-sistema todavía está ahí "en alguna parte", evolucionando bajo una evolución unitaria perfecta. Sin embargo, parte de la información del sistema medido que es accesible para el observador se pierde para siempre, incluso en principio, debido a un aparente colapso. Entonces, debe quedar claro en este caso que incluso si la evolución es unitaria para los observadores externos,observará las violaciones de la unitaridad.

entonces, la unitaridad claramente no es una propiedad absoluta de la evolución de un sistema, sino que depende del "marco" donde se observa y cómo el sistema se acopla al marco observacional.

Especulemos cómo aplicar lo anterior en el escenario de la paradoja de la información del agujero negro: un observador fuera del agujero negro envía información dentro de él, cuando la información cruza el horizonte de eventos, la información se pierde para siempre para él.

Sin embargo, los observadores dentro del horizonte de sucesos todavía ven que todo el sistema se comporta bajo una evolución unitaria; la información enviada dentro del horizonte de eventos aún está accesible para ellos. En particular, todas las correlaciones de entrelazamiento entre estados dentro y fuera del horizonte se conservan desde su punto de vista, por supuesto, siempre que los dispositivos de medición sigan enviando datos dentro del horizonte para que estos observadores midan las correlaciones.

El problema surge porque algunas personas ingenuamente esperan que la evolución unitaria cuántica sea una propiedad absoluta en la que todos los observadores estén de acuerdo, pero las mediciones cuánticas son un claro ejemplo de cómo esto no es cierto en general.