el sin peloEl teorema dice que los agujeros negros convergen rápidamente a un estado que se describe completamente solo por su masa, giro y carga. La termodinámica del agujero negro dice que la entropía del agujero negro es proporcional al área de superficie del horizonte de eventos. Tal como lo entiendo en términos teóricos de la información, la entropía del agujero negro es de 1 bit por unidad de área de Planck, que debería ser la cantidad de información requerida para describir completamente un agujero negro. Estas dos declaraciones parecen ser incompatibles. Parece que la termodinámica dice que si arreglamos los parámetros macroscópicos de no pelo todavía quedan todos los bits de superficie por arreglar. ¿Hay algún conflicto real aquí o es de alguna manera ilusorio? ¿Es un problema cuántico vs clásico? ¿La información entrópica no cuenta en algún sentido? Si no es así, ¿pueden distinguirse 2 agujeros negros de Schwartzchild de igual masa por su "en el agujero negro? ¿O es esta aparente discrepancia parte de la paradoja de la información del agujero negro?
Hay una pregunta muy similar con una respuesta detallada aquí , pero creo que en realidad estoy preguntando algo diferente. La pregunta y la excelente respuesta se centran en los objetos que caen en un agujero negro. Estoy más interesado en cómo pensar sobre la información total en un agujero negro en estado estacionario y el estado actual del teorema de ausencia de cabello con la entropía del agujero negro y la paradoja de la información.
En primer lugar, esta es una muy buena pregunta. Clásicamente, los agujeros negros no tienen cabello, por lo que están especificados por un puñado de cargas (masa, momento angular, etc.). En cuanto a la mecánica cuántica, actúan como sistemas termodinámicos. Tienen temperatura y una gran entropía y, de hecho, todas las leyes de la termodinámica tienen análogos a los agujeros negros.
Para explicar la aparente tensión entre los agujeros negros que aparentemente almacenan muy poca y también mucha información, considere un sistema menos exótico: un volumen de fluido. El fluido se especifica mediante variables de estado como la presión, la temperatura, el volumen, etc. Por supuesto, el sistema real consta de un montón de partículas que vibran y chocan, pero las propiedades termodinámicas se describen mediante unos pocos parámetros. Un microestado dado en un conjunto termodinámico corresponde a todas las partículas constituyentes que tienen posiciones y velocidades definidas.
La entropía de un agujero negro debe pensarse de la misma manera. El microestado de un agujero negro es más difícil de identificar y ha sido la fuente de una gran cantidad de trabajo en las últimas décadas. Sin embargo, la visión moderna es que los agujeros negros son sistemas mecánicos cuánticos compuestos por grados de libertad que se escalan con el área del horizonte. Para un conjunto dado (especificado por temperatura, presión, etc.), hay microestados.
Este punto de vista recibió un respaldo fantástico en el trabajo de Vafa y Strominger http://arxiv.org/abs/hep-th/9601029 , quienes pudieron identificar los microestados de los agujeros negros en la teoría de cuerdas y, además, pudieron demostrar que el el conteo funcionó, que la entropía de los agujeros negros sí escala con el área (y no con el volumen). Este resultado también ayudó a convencer a muchos teóricos de que la teoría de cuerdas era una fuerte candidata a teoría de todo.
Además, hay mucho trabajo moderno sobre los microestados. El nombre de este trabajo es el "programa Fuzzball" si está interesado en aprender más sobre él.
Ján Lalinský
comandante quirúrgico