At World's End: Where Complementarity and Irreversibility meet in the Black Hole
有人认为，对互补原理稍加修改，可能有助于克服关于观察者落入事件视界的悖论
2009-01-16 gr-qc hep-th quant-ph
Horizon complementarity in elliptic de Sitter space
本文研究了椭圆de Sitter空间dS_4/Z_2中的量子场。我们发现，算子代数和希尔伯特空间不能定义为整个空间，但只能观察因果补丁。这使得该系统成为视界互补原理的明确实现。在缺乏全局量子理论的情况下，我们提出了一种在观察者之间翻译算符和状态的方法。这种平移涉及信息损失，这与两个观察者看到的时空碎片不同的事实相一致。作为检查，我们恢复在德西特温度下的热态，作为一个对所有观察者都相同的状态。这种热态来自于在普通dS_4中描述Bunch-Davies真空的同一泛函。
2015-02-03 gr-qc hep-th quant-ph
Comments on black holes I: The possibility of complementarity
我们评论最近的一份文件Almheiri，Marolf，Polchinski和Sully谁反对黑洞互补性的基础上声称，一个下降的观察员'烧伤'，因为他接近地平线。我们表明，事实上测量下降的观察者以外的视界是统计相同的真空的情况下，在视界和辐射出现从拉伸视界。这迫使我们一直跟踪动力学到视界，在那里我们需要知道普朗克尺度物理学的细节。我们注意到，在弦论中，微观态的模糊球结构并没有给“继续通过"普朗克机制提供任何空间。AMPS认为，地平线附近的相互作用排除了传统的互补性。但是“模糊球互补性”的猜想以相反的方式工作：下落的量子被模糊球表面吸收，并且由此产生的动力学被强迫接受互补描述。
2014-05-28 gr-qc hep-th
Low Energy Description of Quantum Gravity and Complementarity
我们考虑一个框架，在该框架中描述的低能量动力学的量子引力保持局部性，但考虑到未捕获的天真的全球时空图片的影响，例如，那些与黑洞互补性。我们的框架采用了“狭义相对论”的引力描述;具体来说，引力被视为一个由观察者测量的力，该观察者被绑定到与自由下落的局部洛伦兹框架相关联的坐标系。我们确定，在简单的情况下，低能量的局部描述是适用的时空区域，从自由落体框架来看，特别是，我们确定了一个表面称为引力观测者视界上的局部固有加速度测量观察者的坐标成为截止（字符串）规模。这使得“低能”局域物理学和“反普朗克”内在量子引力（弦）物理学之间的分离，并允许开发各种效应起源的物理图像。我们探讨了希尔伯特空间的结构，其中所提出的方案是以一种简单的方式实现的，并根据它们所拥有的某些视野对其元素进行分类。我们还讨论了我们的框架上的防火墙问题的影响。我们推测，互补图片可能会持续由于trans-Planckian物理的性质。
2014-05-10 gr-qc hep-th
Rescuing Complementarity With Little Drama
AMPS悖论挑战了黑洞的互补性，它显然为观察者构建了一种方法，如果在视界处没有戏剧性的话，观察者可以将信息从黑洞的外部带入其内部，这显然违反了纠缠的单配偶制。我们提出了一个新的解决方案的悖论：这种违反不能明确检查的下降观察者在有限的适当的时间，他们必须生活在穿越地平线后。我们的决议取决于弱松弛的无戏剧条件（我们称之为“小戏剧”），这是“互补对偶”的混乱的信息在拉伸的地平线上。当转化为黑洞内部的描述时，这意味着下落物质的细粒度量子信息迅速扩散到整个内部，而经典的可观测量和粗粒度几何形状不受影响。在假设信息已经扩散到整个内部的情况下，我们考虑了观测者在穿过史瓦西黑洞的事件视界后为了验证纠缠违反一夫一妻制而必须执行的信息理论任务的困难性。我们发现，所需的时间来完成一个必要的子程序的这项任务，即解码贝尔对从内部和后期辐射，需要更长的时间比最大量的时间，观察者可以花在黑洞内击中奇点之前。因此，一个下落的观察者在遇到奇点之前不能观察到一夫一妻制的破坏。
2017-01-16 gr-qc hep-th quant-ph
Black Holes: Complementarity or Firewalls?
我们认为以下三种说法不可能都是正确的：（1）霍金辐射是纯态的，（2）辐射携带的信息是从视界附近的区域发射出来的，低能有效场论在离视界一定的微观距离之外是有效的，（3）下落的观测者在视界处没有遇到任何异常。也许最保守的解释是，下落的观测者在地平线上燃烧起来。替代方案似乎需要新的动力学，但在距离视界的宏观距离上会导致明显的违反半经典物理学。
2013-04-13 gr-qc hep-th
Black Hole Complementarity vs. Locality
一个大质量黑洞的蒸发过程，可以用定义在一组适当选取的光滑类空超曲面上的低能有效理论来描述。关于信息损失的传统论点是建立在有效理论是局域量子场论的假设之上的。我们提出的证据表明，这一假设失败的背景下，弦论。在光阵面弦论中，对应于事件视界两侧的某些低能观测者的算符交换子，即使这些观测者是类空的，被宏观距离隔开，也仍然很大。这表明，黑洞内部的自由度不应被视为独立于事件视界之外的自由度。这些非局域效应只有在极端的运动学环境下才是显著的，例如在高红移几何的黑洞中。在弦论中，与Minkowski空间中的普通低能观测者相对应的类空分离算子的交换子被强抑制。
1995-06-21 gr-qc hep-th
Complementarity for a Dynamical Black Hole
本文论证黑洞内部处于Hawking辐射的因果过去，提出基于拉伸事件视界的幺正外部描述，表明对辐射的操作无法影响落入观测者，半经典类空间隔源于观测者信息获取受限。
2024-09-24 gr-qc hep-th
Ultraviolet asymptotics of particle creation with respect to a congruence of observers
考虑了自由质量标量场关于观测者的一般同余的量子场论的构造，其正、负频率模式的分裂由瞬时哈密顿量的对角化定义.我们得到了真空中产生粒子的平均数的紫外渐近的显式表达式，证明了对于$D$维时空中观测者与$D\geqslant3$的一般同余，产生粒子的总数在正则化去除极限下在紫外域发散.这在闵可夫斯基时空中也是成立的。因此，在这种情况下，量子演化在正则化移除极限下不是幺正的。证明了在量子水平上，不是所有经典容许的观测者同余都是真的。也就是说，QFT关于一个观察者的同余的么正性是违反的，当这个同余的等时超曲面不是类空的，即使是一个有限截止的理论。这些结果的影响进行了讨论。
2018-12-12 gr-qc hep-th
De Sitter Holography with a Finite Number of States
我们研究了在量子力学和引力的结合理论中，德西特空间可以用多个态来描述的可能性。观察者互补性的概念，即每个观察者都有完整但互补的信息，意味着对于单个观察者，完整的希尔伯特空间描述了视界的一侧。观测器互补性是通过确定与传出状态的对映状态来实现的。de Sitter群作用于S-矩阵元素。尽管事实上，德西特群没有非平凡的有限维酉表示，我们表明，它是可能的，以构建一个S-矩阵，是有限维的，酉的，德西特不变。我们提出了一类例子，实现这一想法全息旋量领域的边界球。有限维是由于费米统计和“不相容原理”，截断的正交基础，其中旋量领域可以扩大。
2004-10-25 gr-qc hep-th
OPERATOR WEAK VALUES AND BLACK HOLE COMPLEMENTARITY
在传统的场论中，在坍缩恒星的背景中发射霍金辐射需要有跨普朗克能量涨落。这些波动被编码在能量-动量算子的弱值中，该算子是由-in和-out状态之间的矩阵元素构成的。通过反作用对这些弱值的驯服可能会导致几何背景，这些几何背景也是由引力场算子的弱值建立的。这导致了在不同时间穿越视界的观测者重建的黑洞的不同因果历史，但根据等效原理，对于与之共动的观测者记录的恒星的真实历史，这一过程简化为经典的坍缩描述。对于从未穿越视界的观测者，这种蒸发可以在拓扑学上平凡的、没有视界和奇点的“阿克罗农几何”中解释：在质量为M的坍缩恒星的真空中产生的电子对辐射的初始点燃之后，如传统理论所述，热辐射源将在至少$4M\ln 2M$量级的时间内逐渐移向恒星本身。恒星的燃烧可能与特胡夫特提出的量子幺正演化相一致。本文提出了一般黑洞互补性的一种临时形式表达，并提出了它可能与检验量子引力理论的特征有关的建议。
1995-02-23 gr-qc hep-th quant-ph
Constructing a counterexample to the black hole complementarity
我们提出了一个规则的黑洞，它的内部产生一个德西特空间，然后最终被挫折成一个奇点。这是一个修改后的模型，最初是由Frolov，马尔可夫和Mukhanov提出。在我们的模型中，我们可以调整一个规则的黑洞，使其进入极端状态之前的时间远远长于信息保留时间。在此期间，可能存在一个观察者，他观察到霍金辐射的信息，自由地落入黑洞的规则中心，并最终再次遇到自由下落的信息。这样一个观测者的存在意味着互补的观点可能与规则的黑洞不一致，因此，不适合作为黑洞物理学的一般原理。
2008-11-10 gr-qc
Finite particle creation in 3+1 de Sitter space
在本文中，我们计算的粒子创造所看到的一个固定的观察者在3+1德西特空间。这种粒子的产生是使用依赖于观察者的基于几何的时间定义来计算的，该时间定义用于在两个不同的类空表面上创建场。然后计算与这两个量子化有关的Bogolubov变换，并证明所产生的粒子产生是有限的。
1994-12-05 gr-qc hep-th
Status report: black hole complementarity controversy
黑洞互补性是弦理论家对信息损失问题的共识解释。然而，最近一些作者发现黑洞互补性的不一致性：大N重标度和AMPS参数。根据AMPS的说法，地平线应该是一个防火墙，这样人们就不能为了一致性而穿透那里。关于防火墙的讨论存在一些争议。除了这些文件，作者提出了一个断言，使用半正规黑洞模型，我们得出结论，防火墙，如果存在的话，应该影响到渐近观察者。此外，如果任何意见不考虑重复实验和大N重标度，那么该论点是难以接受的。
2013-02-25 gr-qc hep-th
Finite particle creation in 1+1 dim. compact in space
在本文中，我们计算了在空间中的$1+1$维时空紧凑的静态观察者看到的大质量粒子的产生。计算了两个类空面之间的湮灭算符和产生算符之间的Bogolubov变换。然后计算从第一个类空表面移动到第二个类空表面的静止观察者所观察到的粒子产生，并证明其是有限的，正如对具有有限空间体积的时空所预期的那样。
1994-12-01 gr-qc hep-th
Black Hole Evaporation and Complementarity
大约20年前，霍金提出了一个引人注目的建议，即黑洞蒸发过程将不可避免地导致量子相干性的根本丧失。发射量子辐射的机制似乎对黑洞的详细历史不敏感，因此，对于外部观察者来说，大部分初始信息似乎都丢失了。然而，对霍金最初（或后来）推导出的黑洞发射光谱的直接考察表明，人们不可避免地需要参考在视界附近具有任意高频率的粒子波，这些频率是在下落物质的参考系中测量的。这种与黑洞视界相关的指数红移效应导致了通常的长度尺度分离的崩溃，并有效地起着放大镜的作用，使视界附近的短距离，或者更确切地说，高能物理的结果在更大的尺度上对渐近观察者可见。
1995-03-17 gr-qc hep-th
Complementarity Is Not Enough
老黑洞的近视界场B与早期霍金辐射R通过S-矩阵的么正性达到最大纠缠。但根据等效原理，B必须与黑洞内部A最大程度地纠缠。因果斑块互补性无法调和这些相互冲突的要求。系统B可以被一个自由下落的观察者探测到，同时还有时间掉头并留在黑洞之外。因此，BR系统的纠缠态是由幺正性决定的，即使在下落的补丁。如果，通过纠缠的一夫一妻制，B不与A纠缠，视界被奇点或“防火墙”取代。为了说明激进的性质的想法是必要的，我简要地讨论了两种方法来避免防火墙：识别A与子系统的R;和补丁互补性的组合与Horowitz-Maldacena最终状态的建议。
2012-10-15 gr-qc hep-th
The Stretched Horizon and Black Hole Complementarity
介绍了传统量子理论、半经典广义相对论和热力学统计基础的三个基本假设，作为研究黑洞演化的基础。我们解释了如何这些假设可以实现在一个"拉伸地平线“或膜描述的黑洞，适合于一个遥远的观察者。技术分析是在1+1维引力的简化背景下说明的。我们的假设意味着，拉伸视界的耗散性质来自于视界必须具有的微观物理自由度的粒化过程。提出了黑洞互补原理。总体观点与't~Hooft开创的观点相似，但具体实现不同。
1993-06-28 gr-qc hep-th
The edge of locality: visualizing a black hole from the inside
我们举例说明和讨论的看法，由观察者看到的视界内的史瓦西黑洞。观察者接近中心奇点的观点特别有趣，因为根据“观察者互补性”产生的想法，沿着观察者过去光锥的相反方向的点位于“局部边缘”，标准的平空间量子场论交换规则可能处于失败的边缘。在奇点附近，观测者的视野被发散的潮汐力畸变成一个水平面。水平面上的视图是高度蓝移的，但除了水平面之外的所有方向都是高度红移的。我们认为，仿射距离提供了一个规范的测量距离沿光线从发射器到观察者。由于仿射距离不能被观察者直接测量，我们也考虑了感知距离，并认为三目距离（双眼距离是不够的）提供了一个仿射距离的估计值，可以让跳树类人猿在高度弯曲的时空中生存。
2009-03-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Investigation of black hole complementarity in AdS$_2$ black holes
本文在二维反de Sitter黑洞中实施Alice-Bob思想实验，证明大黑洞可避免信息克隆，并依据Hayden-Preskill判据给出所需尺度参数条件。
2024-03-04 gr-qc hep-th
Comment on the black hole firewall
最近，有人认为黑洞互补性是不一致的，因为对于一个下落的观察者，它会导致在黑洞视界附近存在防火墙，从而违反了等效原理。如果这是真的，那就必须放弃黑洞互补性的至少一个假设。在这篇评论中，我想讨论一个进入结论的额外假设，即早期传出的霍金辐射与晚期辐射纠缠在一起。
2012-10-19 gr-qc hep-th
Singularities, Firewalls, and Complementarity
Almheiri、Marolf、Polchinski和Sully最近声称，一旦一个黑洞辐射出超过其初始熵（佩奇时间）一半的熵，视界就会被一个“防火墙”所取代，落入黑洞的观测者会在这个“防火墙”处燃烧起来，这显然违反了等效原理和黑洞互补性的假设。在本文中，我回顾了防火墙的论点，并给出了一个略有不同的解释。根据这种解释，视界具有标准性质，但奇点是非标准的。黑洞与霍金辐射的纠缠不断增长，导致奇点向视界迁移，并最终在页面时间与之相交。奇点与视界的碰撞导致了防火墙。互补性适用于地平线，而不是单一的防火墙。Almheiri，Marolf，Polchinski和Sully推测防火墙的形成比页面时间早得多;即在混乱时间。我认为，没有理由相信这种概括，有充分的理由认为它是错误的。在本文的大部分内容中，我将假设防火墙的论点是正确的。在结论之前的最后一节中，我将说明持保留意见的理由。
2012-08-16 gr-qc hep-th
Causal Patch Complementarity: The Inside Story for Old Black Holes
我们仔细地分析了属于观测者落入旧黑洞的因果补丁。我们表明，如果没有一个蒸馏过程，AMPS悖论不能挑战互补性。这是因为造成这个悖论的两个成分，即内部区域和早期的霍金辐射，不可能像空间一样分离，也不可能在任何一个因果斑块内都是低能量的。要么早期量子具有普朗克波长，要么内部区域比史瓦西尺寸小。这意味着它们在低能理论中的出现是严格的类时分离的，这使得双重纠缠/纯度或量子克隆的问题无效。这验证了AMPS悖论要么只是一个像原始信息悖论那样的全局描述的悖论，要么是一个假设的直接结果，即蒸馏过程是可行的，没有隐藏的后果。我们讨论了可能的关系，宇宙因果补丁和转移能量的可能性，而不转移量子信息。
2013-11-29 gr-qc hep-th
Black holes without firewalls
黑洞互补性的假设并不意味着在黑洞视界上有一个为下落的观察者设置的防火墙。拉伸视界的动态特性会扰乱并重新发射信息，决定了下落的观察者在进入大黑洞时是否会经历任何异常情况。特别是，如果拉伸视界的自由度保留了黑洞扰乱时间的信息，就没有防火墙。
2013-06-21 gr-qc hep-th
Is Alice burning or fuzzing?
最近，Almheiri，Marolf，Polchinski和Sully（AMPS）提出了一个Gedanken实验来测试黑洞的互补性。他们声称，黑洞互补性的假设是相互矛盾的，并选择放弃“没有戏剧性”的下降观察者。根据他们的说法，黑洞最晚在佩奇时间被防火墙屏蔽。这引起了一些争议。我们发现，一个有趣的画面出现时，我们考虑到反对的倡导者的模糊球。在量子力学的退相干图象中重新表述AMPS的格丹肯实验，发现低能波包与辐射量子的相互作用相当剧烈，而高能波包与辐射量子的相互作用不剧烈。这与Mathur最近提出的高能量子落入模糊球的模糊球互补性是一致的。
2012-10-29 gr-qc hep-th
An Infalling Observer in AdS/CFT
我们描述的经验，一个观察者落入一个黑洞使用AdS/CFT对应。为了做到这一点，我们重建的本地散装运营商测量的观察员沿着他的轨迹外的黑洞。然后，我们将我们的构造扩展到黑洞视界之外。我们表明，这是可能的，因为一个有效的加倍的边界理论中的可观的，当它是在一个纯态，接近热态。我们的建设，使我们能够重新措辞的问题，信息损失和结构的度量在地平线上更熟悉的CFT的分解。它表明，为了精确地识别黑洞微观状态，观测者需要进行精确到e^{- S_{BH} }的测量。这似乎与模糊球的提议不一致，以及其他最近的提议，其中黑洞系综中的纯态由宏观上不同的几何表示。此外，我们用CFT算符对黑洞内部的描述提供了黑洞互补性的自然实现以及在没有防火墙的情况下保持么正性的方法。
2013-10-28 gr-qc hep-th
Black holes and information: A new take on an old paradox
最近，人们对黑洞信息悖论的兴趣被较新的“防火墙”论点所催化。更新的论点的关键是，以前的解决方案依赖于观察者的互补性是违反量子纠缠的一夫一妻制条件的;规定的补救措施是放弃等效原理，支持黑洞视界的能量屏障（或防火墙）。不同的观点已经被提出，包括“ER=EPR”的反驳和最终状态的解决方案，这两个都可以被视为量子一夫一妻制和爱因斯坦等价之间的明显冲突的潜在解决方案。在回顾了这些最新的发展，本文认为，ER=EPR和最终状态的解决方案可以-由于观察者的互补性-被看作是相同的解决方案的悖论，但从两个不同的角度：内部和外部的黑洞。
2017-01-11 gr-qc hep-th quant-ph
On the observer dependence of the Hilbert space near the horizon of black holes
与其他相互作用不同，引力的一个显著特征是不存在与时空坐标的选择无关的局部可观测量。这一性质在量子领域中具有至关重要的意义，因为与不同观察者有关的希尔伯特空间的结构可能会有很大的不同。诸如霍金辐射和安鲁效应等令人感兴趣的现象都源于这一特征。正如在这些例子中，由于这样的量子依赖性的量子效应是最显着的事件视界的存在下，在这种情况下，仍然有许多问题需要澄清。在本文中，我们进行了全面和明确的研究，在四维的史瓦西黑洞的视界附近的无质量标量场的量子希尔伯特空间的观察者依赖性，无论是在永恒（双侧）的情况下，并在物理（单侧）的情况下，由坍缩的物质。具体地说，我们比较和联系的希尔伯特空间的三种类型的观察者，即（i）自由下落的观察者，（ii）观察者谁留在一个固定的适当的距离以外的视界和（iii）自然观察者内的视界解析继续从外面。我们得到的具体结果有一些重要的影响黑洞互补性有关的量子等效原理和相关的防火墙现象，对自由度的数量看到的每种类型的观察者，并在“热型”的粒子谱实现在一个纯粹的状态。
2019-07-01 gr-qc hep-th
Macroscopic superpositions and black hole unitarity
我们讨论了黑洞的信息问题，包括最近声称，酉性需要一个视界防火墙，强调退相干和宏观叠加的作用。我们将大黑洞的形成和蒸发视为量子振幅，并注意到在中间阶段（例如，在Page时间之后），振幅是宏观上不同的（和退相干的）时空的叠加，黑洞本身在不同的分支上的不同位置。小的但半经典的观察者（他们本身就是量子振幅的一部分）落入一个分支上的洞，将在其他分支上完全错过它，而是到达未来的无穷大。这种观察可以调和一个坠落观察者的主观经验与统一性。我们还讨论了信息问题的好片制定的影响，互补性。
2013-02-03 gr-qc hep-th
Heat as an inertial force: A quantum equivalence principle
防火墙被引入到黑洞蒸发场景中，作为设计用于打破纠缠和保持幺正性的deus ex machina（Almheiri et.al.，2013年）的报告。在这里，我们表明，防火墙实际上是存在的，并打破纠缠，但只有在虚拟现实的背景下，观察员驻扎在地平线附近，谁是以下的长期演变的洞。这些观测者在温鲁温度下被加速辐射加热，并将视界处的电子对产生视为高能现象。客观现实是非常不同的。我们认为霍金对的产生完全是一个低能量的过程，在这个过程中，纠缠永远不会出现。霍金粒子物质化为低能激发，其典型波长远大于黑洞半径。因此，它们进入一个非常不均匀的环境，不利于纠缠的形成。
2016-01-31 gr-qc hep-th
What does strong subadditivity tell us about black holes?
有人认为，由非几何效应引起的对进化的微小修正可以解决信息悖论。例如，我们可以从欧几里德路径积分中的子前导鞍点得到这样的效果。但2009年使用强次可加性导出的不等式表明，这种修正{ \it不能}解决这个问题。结果，我们使原来的霍金之谜更加尖锐：我们必须要么有（A）新的（非定域的）物理学，要么在视界上构造头发。我们得到相应的不同的方法来解决AMPS难题。传统的互补假设（A）;这里我们要求AMPS实验测量霍金模的正确真空纠缠，并调用非局域$A=R_B$型效应来获得辐射的么正性。模糊球互补性属于（B）类;在这里，AMPS测量超出了获得互补描述所需的近似的有效性，并且有效的规则视界仅出现在具有能量$E\gg T$的自由下落观测者身上。
2013-09-25 gr-qc hep-th
Quantum Jump from Singularity to Outside of Black Hole
考虑到黑洞奇异性在量子演化中的作用，给出了防火墙佯谬的一个解决方案。我们强调，如果一个观察者把奇点作为他的时空的一部分，那么在他看来，半经典演化将是非幺正的。具体来说，一个在黑洞内自由下落的观察者将拥有一个非幺正演化的希尔伯特空间;粒子遇到奇点时的量子跃迁到视界之外，成为晚期的霍金辐射。跳跃中的非么正性类似于波函数坍缩中的非么正性，但保留了纠缠。因此，我们阐述了黑洞互补性的第一个假设：自由下落的观察者穿过事件视界将有非幺正演化，而它对他们没有物理上可测量的影响。此外，在奇点中不会丢失任何信息。考虑到修改后的图片，防火墙悖论可以解决，尊重没有戏剧。我们修正的副产品是，黑洞的熵大约有一半在接近蒸发结束时以非常热的霍金辐射的形式释放出来。
2016-03-02 gr-qc hep-th
Quantum gravity without space-time singularities or horizons
在试图重新建立时空作为表述量子引力的基本框架--而不是“涌现”框架--的过程中，我们发现尺度变换下的精确不变性是这种理论的一个重要的新成分。利用“黑洞互补性”的原则，即观察者进入一个黑洞描述其动态的方式，似乎是从根本上不同的描述由外部观察者的概念。这些差异可以归结为保角变换。如果我们把这些加到对称变换中，黑洞、时空奇点和视界就会消失，而因果性和定域性则可能作为量子引力的重要原理而存在。
2009-09-18 gr-qc
Discrete spectral shift in an anisotropic universe
在本文中，我们计算的粒子创造所看到的一个固定的观察者在各向异性的宇宙。通过使用观测者和几何依赖时间量子化一个有质量的标量场，我们证明了一个离散的能谱移动发生。与几何形状相关联的长度尺度提供了使光谱移位的能量尺度。计算的Bogolubov变换的$β(p,q)$系数与一系列增量函数成比例，这些函数的自变量包含$p$和$q$以及曲率根的半倍。
1994-11-30 gr-qc hep-th
Oscillations for Equivalence Preservation and Information Retrieval from Young Black Holes
我们遵循普遍的观点，即黑洞并不破坏，而是以霍金辐射的形式处理和释放信息。通过对量子系统的内部动力学作某些保守的假设，我们认为，原则上，在黑洞蒸发了一半熵之前，外部观察者可以恢复初始量子态$\left|ψ\right\rangle $。在当前框架中，保留时间与局部扰动变得有效地不可检测的时间尺度（加扰时间）相关联。此外，我们提供了一个方案，用于存储在近地平线区域中的分层方式的下落物质的信息。随后，我们提出了一个通用的现象，它提供了一组边界条件，打破了跨视界真空纠缠之间的模式和模式，从而保持有效场论后，页面时间$\mathcal{O}(R^{3})$。这种情况是根据黑洞微扰理论得出的。我们进一步论证了提出的普朗克振幅视界振荡可以解释互补猜想中观测者在未来零无限$\mathcal{L}^{+}$测量的物理膜。
2017-07-24 gr-qc hep-th
Black hole quantum atmosphere for freely falling observers
我们分析了自由下落的观察者所感知到的霍金辐射，并试图得出一个关于霍金量子起源区域的推论。为此，首先我们从应力能量张量计算能量密度，正如自由下落的观察者所感知的那样。然后，我们比较这与能量密度计算从一个有效的温度功能，这取决于观察者的状态。计算这些量的两种方法显示出在黑洞视界外的光环处的不匹配。为了更好地理解这种模糊性，我们表明，即使考虑到温度泛函的绝热演化的（小）击穿，其在失配的相同区域中具有峰值，是不足以消除它。我们认为，这种差异的外观可以追溯到粒子创造的过程中，显示如何文策尔-克莱默斯-场模的布里渊近似在$3M$和$4M$处的光环之间破裂，在$r=3.3M$处的峰值正好是能量密度失配最大的地方。因此，我们的结论是，这些事实强烈支持这样一种情况，即霍金通量确实起源于位于黑洞视界之外的“量子大气”。
2019-09-24 gr-qc
Black holes as Gravitational Atoms
最近，Almheiri et.他通过一个精细的思想实验论证说，假设（a）霍金辐射是纯的，（b）有效场论在拉伸的视界之外是有效的，（c）下落的观测者在穿过视界时没有遇到任何不寻常的东西，这是不一致的。这是黑洞互补性的三个基本假设，作者提出，悖论的最保守的解决方案是（c）是假的，下落的观察者在视界处燃烧（视界充当“防火墙”）。然而，防火墙违背了等效原理，打破了量子引力的CPT不变性。这使得霍金最近提出，引力坍缩可能最终不会产生事件视界，尽管他没有给出这种情况如何发生的机制。在这里，我们将支持霍金在尘埃坍缩的量子引力模型中的结论。我们将证明，只有结合惠勒-德维特方程的两个独立的和完整的解决方案，才能实现继续崩溃到一个奇点。我们将悖论解释为简单地禁止这样的组合，这自然导致了一幅图像，其中物质在量子坍缩期间在表观视界上凝聚。
2014-05-19 gr-qc hep-th
Tunneling into black hole, escape from black hole, reflection from horizon and pair creation
在经典广义相对论中，在外部观察者的参考系中，一个粒子在有限的时间内无法到达黑洞的视界;内部的粒子无法从黑洞逃逸;视界不产生任何反射。我们认为，这些过程可能是允许在量子世界。众所周知，量子力学允许在视界（一个粒子在里面，另一个粒子在外面）和霍金辐射产生对。人们可以将这个想法扩展到提出其他过程。外部粒子在黑洞内部的湮灭可以通过在视界处产生一对粒子来产生，然后一个产生的粒子与外部的初始粒子湮灭，另一个产生的粒子出现在内部。一个粒子从黑洞中逃逸可能是由于产生了一对粒子，随后一个粒子在里面湮灭，另一个粒子出现在外面。最后，外部粒子从视界的反射可以用上述两个过程的组合来模拟。讨论了这些“对产生-湮灭”机制与“视界隧穿”计算之间的关系[1-5]。
2004-08-05 gr-qc
Edge states in Gravity and Black Hole Physics
我们表明，在爱因斯坦引力的背景下，空间区域的删除导致出现一组无限的观测值和它们相关的边缘状态本地化在其边界。这样的边界出现在黑洞物理学的某些方法中，比如基于膜范式的方法。在这些模型中，边缘态对黑洞熵有贡献.一个“互补性原则”也表明，出现某些“边缘”观测只有某些观察员。利用边缘观测量与量子霍尔效应中相应量的相似性，讨论了边缘观测量及其状态的物理意义。在（2+1）维引力场的背景下，证明了边缘态与体引力场的耦合。
1994-12-11 gr-qc hep-th
Smooth horizons and quantum ripples
黑洞是一种独特的物体，它允许对强引力甚至量子引力效应进行有意义的理论研究。一个坠落的观察者和一个遥远的观察者对世界的结构会有非常不同的看法。然而，仔细的分析表明，它并不意味着物理学上的真正矛盾，观察者互补的范式已经被创造出来。最近，这一观点受到了质疑。特别是，有人认为在旧黑洞中必须形成防火墙，以保护量子力学的基本原理。这个AMPS悖论已经在大量的论文中讨论过，有不同的态度和结论。在这里，我们要指出，混淆的一个可能来源是对量子引力效应的忽略。与普遍的看法相反，这并不一定意味着有效场论不适用于大黑洞视界的相当平滑的邻域。真正的罪犯可能是试图在从旧黑洞的近地平线区域到早期辐射的巨大距离内持续使用它。我们给出了简单的估计来支持这一观点，并展示了页面时间和（更具投机性的）加扰时间是如何出现的。
2014-02-12 gr-qc hep-th quant-ph
On the dynamical 4D BTZ black hole solution in conformally invariant gravity
本文综述了从共形不变引力提升到（3+1）维时空的（2+1）维Baunados-Teitelboim-Zanelli黑洞解。作为物质内容，我们使用标量规范场.度量写为$g_{μν}=ω^2\tilde g_{μν}$，其中{ \it扩展字段} $ω$包含所有尺度依赖性，其中$\tilde g_{μν}$表示“非物理”时空。给出了一个数值解，并说明了如何在平等的基础上处理标量场的标量子。视地平层和各能面的位置主要取决于模型的参数和初始值。为了从$\tilde g_{μν}$的BTZ型解中得到正则的且{ \it奇异自由}的$g_{μν}$，找到合适的初始参数并不是一件困难的任务.在真空情况下，在Eddington-Finkelstein坐标下，得到了一个含时的{ \it精确}解，该解对（2+1）维BTZ时空和抬升的（3+1）维BTZ时空都是有效的.虽然$\tilde g_{μν}$类似于标准BTZ解决方案的水平，但$g_{μν}$是{ \it平坦}的。量子场变成了一个无限小的可重整化量子场，它可以开启和关闭霍金辐射。该解可用于研究模型的小距离尺度和黑洞互补问题。它也可以用来描述如何以一对一的方式映射出射辐射的量子态的问题。这两个观测者将使用不同的共形规范。一个可能的连接是与对跖识别和统一性问题。
2020-06-17 gr-qc hep-th
Smooth Causal Patches for AdS Black Holes
本文综述了AdS黑洞低能激发的佯谬。在边界理论中，适当选择幺正算符可以在黑洞视界附近产生局部强激发，由于引力红移，黑洞视界的整体能量很小。矛盾的是，这似乎违反了统计力学的一般规则，即能量参数小于$k T$的算符不能在热系统中产生显著的激发。当我们仔细研究产生激发的边界幺正算子的位置依赖性和检测超大效应所需的大量可观测量时，我们发现它们并不都适合于一个单一的因果补丁。这是从一个显着的属性的位置空间AdS激励器，我们明确建立，并解决了悖论在一个通用的系统状态，因为没有组合的观察者既可以创建的激励和观察其效果。作为我们分析的一个特例，我们展示了这是如何解决arXiv：1506.01337的“玻恩规则”悖论的，我们使用独立的计算验证了我们的解决方案。然后，我们考虑经过微调以在下落观察者的因果补丁之外显示自发激发的边界状态，并且我们提出了AdS/CFT中因果补丁互补性的一个版本，也解决了此类状态的悖论。
2017-03-30 gr-qc hep-th
Black Holes or Firewalls: A Theory of Horizons
我们提出了一个量子理论的黑洞（和其他）的视野，其中的标准假设的互补性被保存不矛盾的信息理论的考虑。经过置乱时间后，黑洞的量子力学结构在微观层次上就变成了永恒的黑洞的量子力学结构。特别地，拉伸视界自由度和与它们纠缠的态可以映射到永恒黑洞两个外部区域的近视界模中，其质量被认为是演化中的黑洞在每个时刻的质量。从这幅图中产生的显著特征包括：（i）描述一个黑洞所需的自由度是e^{A/2 l_P^2}，其中A是视界的面积;（ii）具有光滑视界的黑洞态只跨越相应的e ^{A/2 l_P^2}维希尔伯特空间的一个e^{A/4 l_P^2}维子空间;（iii）视界的内部动力学是这样的，如果一个状态停留在这个子空间中，则下落的观察者以概率1找到一个光滑视界。我们确定了在外部和内部时空区域的本地运营商的结构，并表明，这种结构避免了防火墙参数-地平线可以保持在整个演化过程中顺利。我们讨论了在各种情况下，特别是当他们进入视界前操纵自由度的下落观察者的命运，并发现观察者永远不能看到一个防火墙，通过对早期霍金辐射的测量。我们还考虑了下降的参考系的框架，并认为闵可夫斯基真空是不是唯一的。特别是，真正的闵可夫斯基真空的数量是无限的，尽管在通常的非引力量子场论中无法获得区分这些真空的标签。德西特视野的应用进行了讨论。
2013-08-22 gr-qc hep-th
Detecting Acceleration-Enhanced Vacuum Fluctuations with Atoms Inside a Cavity
现代一些最突出的理论预测，例如，Unruh效应、霍金辐射和引力辅助的粒子产生都得到了这样一个事实的支持，即各种量子结构，如量子场的粒子含量和真空涨落，都是依赖于粒子的。尽管这些预测在本质上是基本的，但尚未得到实验验证，因为需要极强的引力（或加速度）才能将它们带到现有的实验分辨率内。在这封信中，我们证明了一个后牛顿旋转原子内的远失谐腔的经验强烈修改的量子涨落在惯性真空。结果，激发原子的发射速率随着由于旋转下量子关联的改变而引起的发射光谱的移动而显著增强。我们提出了一个光学机械的设置，能够实现这种加速度诱导的粒子创建与当前的技术。这为直接探测非惯性量子场论效应提供了一种新的、潜在可行的实验方案。
2020-12-11 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement degradation in multi-event horizon spacetimes
通过研究无质量最小标量场最大纠缠二分态的互信息和对数负性，研究了Schwarzschild-de Sitter黑洞时空中量子纠缠的退化.这个时空被赋予了一个黑洞以及一个宇宙学的事件视界，从而在两个不同的温度下产生粒子。我们考虑两个独立的描述热力学和粒子创造在这个背景下。第一个问题涉及观测者与任一视界的热平衡。我们表明，作为渐近平坦/反德西特黑洞，在这种情况下的纠缠或相关性降低霍金温度的增加。第二种方法将两个视界结合起来，以定义总熵和有效平衡温度。我们提出了一个场论推导这个有效温度，并表明，与通常的情况下，粒子的创建不发生在因果断开的时空楔，而是在一个单一的区域。使用相关的真空，我们表明，在这种情况下，纠缠从来没有退化，但随着黑洞温度的增加而增加，并保持真实的，无论多么热的黑洞变得或多么小的宇宙学常数。我们认为，这种现象可以在渐近平坦/反德西特黑洞时空中没有类似的。
2022-02-12 gr-qc hep-th quant-ph
Islands Far Outside the Horizon
本研究针对半经典引力中纠缠孤岛信息重构的有效场论失效问题，计算四维Schwarzschild黑洞大角动量Hawking模式的孤岛，发现其突出视界外距离大于普朗克尺度，为实验验证黑洞信息佯谬的两种解决方案提供可能。
2023-12-20 gr-qc hep-th quant-ph
Casimir Effect and Free Fall in a Schwarzschild Black Hole
在同向运动观测者的参考系中，研究了在史瓦西时空中自由下落的三维Casimir装置中标量场真空能量和粒子的产生。根据施温格的真时方法，从有效作用量计算卡西米尔能量，导致对平坦时空情况的小修正。此外，还发现了从真空中激发出的少量量子，并讨论了这两种效应，引起了人们对潜在时空维度的注意。
2018-07-11 gr-qc
Cosmic background radiation in the vicinity of a Schwarzschild black hole: no classic firewall
宇宙黑体背景辐射遍及整个宇宙，因此落入每一个天体物理学黑洞。由静态观测者测量的下落光子的蓝移在事件视界处是无限的。这就提出了一个问题，即高能量密度的“防火墙”是否会在视界外形成，或者这种效应是否可以完全归因于视界处静态观察者框架的奇异行为。原则上，这种防火墙的存在可能会改变下落物质的运动，影响黑洞的演化，甚至使作为黑洞的实际近似的{ \it真空}爱因斯坦场方程解失效。在本文中，我们通过分析计算表明，所有这些影响确实存在，但它们的大小通常是微不足道的小，即使物质应力张量是发散的静态帧在$r=2M$。这并不奇怪，因为该框架与自由下落的$r \rightarrow 2M$框架的发散关系;然而，它代表了黑洞互补原理的一种经典模拟，该原理已被提出用于黑洞附近的量子效应。也许更令人惊讶的是，当$r$的值接近$r = 3M$时，在圆形测地线轨道上运动的大质量粒子的辐射应力张量的发散。然而，在现实的吸积盘中，这种轨道不会发生在下落物质上。
2014-12-03 gr-qc
Casimir effect in free-fall towards a Schwarzschild black hole
本文讨论了Schwarzschild黑洞外空间无限远自由落体小腔中的Casimir效应。我们的主要目标是寻找真空能量的可能变化，以及下降的空腔内的粒子产生，相对于一个共同运动的观察者。工作在勒梅特图和假设一个腔的大小$L$远小于史瓦西半径（$L/r_g\ll 1$），我们解决了克莱因-戈登方程的无质量标量场限制在腔中的参考系的共同运动的观察者。我们遵循施温格的适当的时间方法，评估下降腔场的单圈有效作用，从而评估真空能量的修正。我们发现一个小的减少，在卡西米尔能量的绝对值作为腔接近黑洞视界由于时空几何的变化。由于腔的时空几何是动态变化的，我们进一步发现由于动态卡西米尔效应产生的粒子的能量密度。这些动力学贡献正好与静态卡西米尔能量的亏损相匹配。结合起来，观察者测量到当她下落时空腔内能量的净增加。
2019-09-16 gr-qc
Black Holes and Beyond
黑洞信息悖论迫使我们陷入一种奇怪的境地：我们必须找到一种方法，在一个通常不期望有量子引力效应的领域打破半经典近似。传统的引力量子化没有表现出任何这样的崩溃，这迫使我们陷入困境：要么我们必须放弃量子力学，要么我们必须接受麻烦的“残余”的存在。然而，在弦论中，基本量子是扩展的对象，事实证明，这些对象的束缚态的大小随着束缚态中量子的数量而增长。黑洞的内部完全变成了一个“模糊球”结构，信息能够从黑洞的辐射中逃逸。由于空穴的大熵，半经典近似在宏观尺度上可能会被打破：路径积分中的测度与经典作用量竞争，而不是给出一个次级修正。把这幅黑洞微观态的图像与纠缠态的思想结合起来，就可以对引力中许多长期存在的问题进行一系列自然的解释：林德勒熵和德西特熵的意义，黑洞互补性的概念，以及观察者落入黑洞的命运。
2012-05-14 gr-qc hep-th
Weak Cosmic Censorship, Superradiance and Quantum Particle Creation
自20世纪70年代以来，人们设计了一系列实验来挑战弱宇宙监督猜想（WCCC），该猜想认为时空奇点将被事件视界隐藏起来，从而使时空中的经典可预测性得以保持。这些实验涉及极端或稍微次极端的黑洞与测试粒子或场的相互作用，试图破坏视界，即创建所谓的裸奇点。他们通常得出结论，WCCC不能从一个极端的黑洞开始被违反，但可以从一个稍微次极端的开始被违反，如果反作用和自作用力效应被忽略。其他一些作品也分析了这些影响。从2007年开始，一系列的论文争论是否可以通过与场相关的粒子的量子性质发生的经典禁止的相互作用来违反WCCC;并且其中反向反射和/或超辐射被指出是在保持WCCC的方向上工作的效果。我们纠正/修改backrection参数，并进一步指出，超辐射并不阻止{ \em单粒子}被捕获的黑洞，即使这种捕获将导致WCCC违反。然后我们考虑粒子在黑洞中的自发发射（我们称之为泽尔多维奇-昂鲁效应），并发现至少对于标量来说，不需要二次量子化就可以理解。它也完全否定了前面提到的单粒子或少粒子的思想实验。然而，我们以前的工作（至少）标量场与黑洞相互作用的结论，即WCCC可能会违反从稍微次极值黑洞开始，在这个（半）经典框架仍然有效。
2015-07-14 gr-qc
Creation of fermions by rotating charged black-holes
本文主要研究在旋转带电恒星坍缩背景下费米子的霍金效应。我们表明，一个观察者谁是位于远离恒星，并在休息的Boyer Lindquist坐标观察到出现的热态时，他的适当的时间去到无穷大。我们首先介绍一个恒星坍缩的模型。我们假设恒星外的时空是由克尔-纽曼度规给出的。关于恒星表面渐近行为的假设是受到克尔-纽曼度规中某些类时测地线的渐近行为的启发。狄拉克方程，然后写使用坐标和纽曼-彭罗斯四体，这是适应的崩溃。该坐标系和四分体基于所谓的简单零测地线。描述了整体双曲空间-时间中Dirac场的量子化。我们制定并证明了一个定理的霍金效应在这种情况下。该定理的证明包含一个狄拉克场的最小速度估计，它比通常的估计略强，以及一个在克尔-纽曼时空中狄拉克场的特征柯西问题解的存在唯一性结果。在附录中，我们明确地构造了一个彭罗斯紧化块I的Kerr-Newman时空的基础上简单的零测地线。
2009-03-25 gr-qc math-ph math.AP
Black hole production, eternal inflation, and information in quasi-de Sitter space
当慢滚参数$ε_H$小于$H^2/M_{\rm Pl}^2$时，暴胀子穿越视界后的量子涨落大到足以实现永恒暴胀。虽然它们不会产生足够大的暴胀子密度涨落来产生准德西特空间中的黑洞，但当自由度随时间迅速增加时，它们也会产生相当大的辐射密度涨落，正如距离猜想所预测的那样。我们认为，在暴胀结束之前，辐射的密度涨落不足以产生黑洞的条件等价于没有永恒暴胀的条件。当视界发出的辐射不产生黑洞时，即使自由度随时间增加，对于大于$10^{-7} (H^2/ M_{\rm Pl}^2)$、时间尺度小于$10^4 (M_{\rm Pl}/H^2)$的$ε_H$，也不会出现信息佯谬。无论信息悖论是否存在，静态观察者都无法获得足够的信息量，这与互补性是一致的。
2022-11-07 gr-qc hep-ph hep-th
A quasilocal Hamiltonian for gravity with classical and quantum applications
我修改的准局部能量形式主义的布朗和约克到一个纯粹的哈密顿形式。作为重新表述的一部分，我删除了他们的限制，即时空边界的时间演化与时间叶理的叶子正交。因此，新的配方允许任意演变的边界，物理上对应于允许一般运动的一组观察员组成的边界。我计算的准本地能源在这种情况下的变化率，显示它是如何转变的边界的提升，并使用Lanczos-以色列薄壳形式主义重新制定它从操作的角度来看。这些步骤都是针对纯引力和伴随物质场的引力进行的。然后，我应用形式主义来描述裸黑洞和研究它们的性质，调查引力潮汐加热，并将其与量子引力的路径积分公式相结合，以分析创建对带电和旋转的黑洞。我表明，人们必须使用复杂的瞬子来研究这个过程，虽然创造的概率仍然是真实的，并与黑洞的熵是其量子态的对数的观点相一致。
2000-08-14 gr-qc
