콴타 매거진

2023년 8월 2일

블랙홀 내부의 우주비행사가 외부의 우주비행사와 동일한 현실을 묘사할 수 있을까요?

Kouzou Sakai for Quanta Magazine

직원 작가

2023년 8월 2일

2013년 8월, 수십 명의 저명한 이론물리학자들이 캘리포니아 주 산타바바라에 모여 위기를 논의했습니다. 블랙홀에 대한 그들의 빈약한 이해는 무너지고 있었습니다. 마치 망원경을 통해 보는 것처럼 멀리서 보면 블랙홀은 행성, 별 또는 기타 기본 입자의 집합체처럼 행동해야 합니다. 그러나 대부분의 물리학자들이 알베르트 아인슈타인의 연구를 믿었다면 블랙홀 경계 바로 안쪽에 있는 누군가의 관점에서 블랙홀을 고려했을 때 불가능한 결과가 발생했습니다.

전년도의 사고 실험은 이러한 관점의 충돌을 날카롭게 만들었고, 외부 관점을 기본이라고 믿는 사람들과 내부 관점에 초점을 맞춘 사람들 사이의 20년 간의 휴전 협정을 갑자기 종식시켰습니다. 갑자기 모든 종류의 신성한 신체적 신념이 논쟁의 대상이 되었습니다. 사고 실험의 배후에 있는 사람들은 블랙홀 내부가 단순히 존재하지 않을 수도 있다는, 즉 문자 그대로 불의 벽에 있는 블랙홀 가장자리에서 시공간이 끝났다고 필사적으로 제안했습니다.

그러한 생각의 연장선으로, 회의에 참석한 한 참석자는 대부분 농담으로 역설이 알려진 물리학 법칙이 항상 모든 곳에서 무너질 수 있다는 것을 암시하는 것 같다고 제안하기도 했습니다. 이 관찰은 코미디 셀러(Comedy Cellar)에서 웃음을 자아냈습니다. . 후배 참가자 중 한 명인 Daniel Harlow는 마이크를 잡고 믿을 수 없는 "Dude" 한 마디로 반응한 후 대화를 덜 이단적인 주제로 다시 안내했습니다.

스탠포드 대학의 컴퓨터 과학자에서 물리학자로 변신한 패트릭 헤이든은 브레인스토밍이 “그냥 붐비고 있었다”고 말했습니다. "미친 생각을 가지고 극단적으로 나가려는 사람들의 의지는 충격적이었습니다."

10년 간의 논쟁과 계산 끝에 현재 매사추세츠 공과대학의 선임 물리학자인 Harlow는 그와 전도유망한 이론가 팀이 마침내 외부를 정사각형으로 만드는 방법, 또는 적어도 방법을 찾았다고 믿습니다. 그리고 내부 전경. 그렇게 함으로써 그들은 상대성 이론과 양자 이론의 전쟁 세계 사이에 일종의 긴장 완화를 확립했습니다. 양자 정보 이론의 광범위한 아이디어와 2019년의 획기적인 계산을 하나로 엮은 그들의 결의는 외부를 가지면서 내부도 많이 유지하려는 골치 아픈 시도입니다.

“그들은 적어도 원칙적으로 이러한 긴장이 해결될 수 있다는 것을 보여주는 데 성공했습니다.” 다른 중력 모델에서 그들의 이론의 주요 특징을 발견한 코넬 대학의 물리학자 Tom Hartman이 말했습니다.

Quanta Magazine을 받은 편지함으로 배달받으세요

스티븐 호킹은 블랙홀이 방사선을 방출할 것이라고 예측해 50년 동안 지속된 논쟁을 불러일으켰다.

산티 비살리/게티 이미지

그들의 절차는 현재 블랙홀의 뼈대만 있는 캐리커처로만 작동하지만 붕괴된 별의 많은 독특한 특징을 포착합니다. 이것이 실제 블랙홀에 적용된다면 우주비행사가 블랙홀에 빠졌을 때 어떤 경험을 하게 될지부터 분자 배열에 포함된 정보의 궁극적인 운명에 이르기까지 고전적인 블랙홀 질문에 대한 답을 결정적으로 제시하게 될 것입니다.

"이것은 어느 정도 혁명의 시작이 아니라 종말을 의미합니다"라고 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 물리학자이자 이번 연구에 참여한 제프 페닝턴(Geoff Penington)은 말했습니다.

"그거 정말 신난다. 틀릴 수도 있지만 나는 이것이 올바른 본질이라고 생각합니다.”라고 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스의 물리학자이자 작년에 Harlow와 회사의 제안을 기반으로 한 소수의 연구자 중 한 명인 Oliver DeWolfe가 말했습니다.

이 그룹은 육체에 상처를 입혀 블랙홀 내부가 노골적으로 희생되는 것을 막기 위해 노력합니다. 아이러니하게도 Harlow와 회사는 친숙한 물리 법칙이 블랙홀 내부에서 그리고 아마도 항상 모든 곳에서 무너질 수 있다고 제안합니다. 그러나 그들은 이전에 알려지지 않은 방식으로 그렇게 하며, 누구도 알아차리기에는 너무 미묘합니다. 근본적으로 물질이나 시공간의 제약이 아닌 제약이 있습니다. 오히려 그것은 방대한 양의 양자 정보에 포함된 본질적으로 끝없는 가능성인 복잡성에 관한 논쟁에서 비롯됩니다.