クアンタマガジン

2023 年 8 月 2 日

ブラックホールの中の宇宙飛行士は、外の宇宙飛行士と同じ現実を描写するでしょうか?

Kouzou Sakai for Quanta Magazine

スタッフライター

2023 年 8 月 2 日

2013 年 8 月、数十人の著名な理論物理学者が危機について話し合うためにカリフォルニア州サンタバーバラに集まりました。 ブラックホールに対する彼らの希薄な理解は崩壊しつつあった。 あたかも望遠鏡を通しているかのように遠くから見ると、ブラック ホールは惑星、星、またはその他の素粒子の集合体のように振る舞うはずです。 しかし、物理学者たちがアルバート・アインシュタインの研究を信じているのであれば、彼らのほとんどがそうであるように、ブラックホールをその境界のすぐ内側にいる人の視点から考察すると、ありえない結果が生じることになる。

前年の思考実験によってこの視点の衝突が先鋭化し、外部の視点が基本的な視点であると信じている人々と内部からの視点に焦点を当てている人々の間の20年にわたる休戦状態が突如として終結した。 突然、あらゆる種類の神聖な肉体的信念が議論の対象となりました。 この思考実験の背後にある人々は、ブラックホールの内部は単純に存在しないのかもしれない、つまり文字通りの火の壁のブラックホールの端で時空が終わっているのではないかと必死に示唆した。

その考えの延長として、会議の参加者の一人は、主に冗談で、このパラドックスは既知の物理法則が常にどこでも崩壊する可能性があることを暗示しているようだとさえ示唆し、コメディセラーに値する笑いをもたらした観察でした。 。 若手の参加者の一人、ダニエル・ハーロウはマイクを手に取り、信じられないような「おい」の一言で反応し、その後、会話を異端的ではない立場に戻した。

コンピューター科学者から物理学者に転身したスタンフォード大学のパトリック・ヘイデン氏は、ブレインストーミングが「怒涛のような状態だった」と語った。 「クレイジーなアイデアに積極的に挑戦しようとする人々の態度は衝撃的でした。」

さらに10年間の議論と計算を経て、現在マサチューセッツ工科大学の上級物理学者であるハーロウは、彼と新進気鋭の理論家のチームが最終的に外部を二乗する方法、あるいは少なくとも方法を見つけたと信じている。そして室内の様子。 そうすることで、彼らは相対性理論と量子論の対立する世界の間に緊張緩和のようなものを確立しました。 彼らの解決策は、量子情報理論からの広範囲にわたるアイデアと 2019 年の画期的な計算を織り交ぜたもので、外側を持ちながら内側の大部分も維持するという、頭痛を伴う、そして苦労して勝ち取った試みである。

「彼らは、少なくとも原理的には、この緊張を解決できることを示すことに成功した」と、別の重力モデルで彼らの理論の主要な特徴を発見したコーネル大学の物理学者トム・ハートマンは語る。

Quanta Magazine を受信箱に届けてください

スティーブン・ホーキング博士はブラックホールが放射線を放出すると予言し、50年にわたって続く議論を引き起こした。

サンティ・ヴィサリ/ゲッティイメージズ

彼らの手順は現在、ブラックホールの最低限の似顔絵でのみ機能しますが、崩壊した星の独特の特徴の多くを捉えています。 もしそれが本物のブラックホールに当てはまれば、宇宙飛行士がブラックホールに落ちたときに経験することから、分子の配置に含まれる情報の最終的な運命に至るまで、古典的なブラックホールの難題に最終的に答えることになる。

カリフォルニア大学バークレー校の物理学者で、今回の研究の寄稿者であるジェフ・ペニントン氏は、「これは革命の始まりではなく、ある程度の終わりを表している」と述べた。

"それは非常にエキサイティングです。 間違っているかもしれないが、私はこれが正しい本質だと思う」とコロラド大学ボルダー校の物理学者で、ハーロウ氏らの提案を昨年基礎にした数少ない研究者の一人であるオリバー・デウルフ氏は語った。

グループは、肉体に傷を負わせることによって、ブラックホールの内部を完全な犠牲から救おうと努めています。皮肉なひねりで、ハーロウと仲間たちは、よく知られた物理法則がブラックホールの内部で、そしておそらくは常にどこでも崩壊するのではないかと提案します。 しかし、それらはこれまで知られていなかった方法で行われ、あまりにも巧妙すぎて誰も気付かなかった。 根底にあるのは物質や時空のものではない制約です。 むしろ、それは複雑さ、つまり膨大な量の量子情報に含まれる本質的に終わりのない可能性に関する議論から来ています。