論文の概要: The black hole information loss puzzle, matter-gravity entanglement
entropy and the second law
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.07445v4
- Date: Wed, 29 Mar 2023 20:57:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-31 18:20:13.187571
- Title: The black hole information loss puzzle, matter-gravity entanglement
entropy and the second law
- Title（参考訳）: ブラックホール情報損失パズル、物質-重力の絡み合いエントロピーと第二法則
- Authors: Bernard S. Kay (York)
- Abstract要約: 1974年のホーキングの発見以来、崩壊によって形成されたブラックホールは放射線を放出し、最終的に消滅すると予想されている。
物理的エントロピーは物質重力エントロピーと同一視されるべきである。
実際にそうであるかどうかを知るためには、さらなる作業が必要である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Since Hawking's 1974 discovery, we expect that a black hole formed by
collapse will emit radiation and eventually disappear. Closely related to the
information loss puzzle is the challenge to define an objective notion of
physical entropy which increases throughout this process in a way consistent
with unitarity. In recent years, this has been addressed with certain notions
of coarse grained entropy. We have suggested instead that physical entropy
should be identified with matter-gravity entanglement entropy and that this may
offer an explanation of entropy increase both for the black hole collapse and
evaporation system and also for other closed unitarily evolving systems,
notably the universe as a whole. For this to work, it would have to be that the
matter-gravity entanglement entropy of the late-time state of black hole
evaporation is larger than the entropy of the freshly formed black hole. We
argue here that this is possibly the case due to (usually neglected)
photon-graviton interactions. If black hole evaporation is slowed down by
putting the black hole in a slightly permeable box, we give plausibility
arguments that the radiation remaining after a large black hole has evaporated
will (be pure and) mainly consist of roughly equal numbers of photons and
gravitons entangled with one another -- with a photon-graviton entanglement
entropy possibly greater than the entropy of the freshly formed black hole. It
also seems possible that, even in the absence of such a box, the matter-gravity
entanglement entropy might still increase and the late-time state again be a
pure state of (predominantly) photons highly entangled with soft gravitons that
the Hawking-emitted photons themselves had radiated. More work is needed to
find out if it is indeed so.
- Abstract（参考訳）: 1974年のホーキングの発見以来、崩壊によって形成されたブラックホールが放射を放出し、最終的には消滅すると予想されている。
情報損失パズルと密接に関連しているのは、物理的エントロピーの客観的な概念を定義することであり、この過程を通じてユニタリティと一致する方法で増加する。
近年では、これは粗い粒度のエントロピーの概念によって解決されている。
我々は、物理的エントロピーは物質-重力の絡み合いエントロピーと同一視すべきであり、ブラックホールの崩壊と蒸発のシステムと、他の閉じたユニタリ進化系、特に宇宙全体のエントロピーの増加を説明することができると提案した。
これを実現するためには、ブラックホール蒸発の後期状態の物質-重力の絡み合いエントロピーが、新たに形成されたブラックホールのエントロピーよりも大きい必要がある。
我々は、これはおそらく(通常無視される)光子-重力相互作用によるものであると主張している。
ブラックホールの蒸発がわずかに透過可能な箱に入れることで遅くなると、大きなブラックホールが蒸発した後に残る放射線は、主にほぼ同じ数の光子と重力子が互いに絡み合っていて、新たに形成されたブラックホールのエントロピーよりも大きな光子-重力子エントロピーを持つ、という実証可能な議論がなされる。
このような箱がなくても、物質重力エントロピーは依然として増加し、後期状態は、ホーキングが放出した光子自身が放射した軟質重力子と高度に絡み合った(前例のない)光子の純粋な状態になる可能性がある。
それが本当かどうかを知るには、もっと作業が必要です。
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