全息图内的全息图在黑洞的命运中提示

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LIKE宇宙硬盘，黑洞将数据包装成紧凑空间。但是自斯蒂芬霍金以来计算1974年，这些具有极端引力的稠密球体发出热量并逐渐消失，其存储信息的命运一直困扰着物理学家。

问题在于：量子力学定律坚持关于过去的信息永远不会丢失，包括落入黑洞的任何东西的记录。但霍金的计算与此相矛盾。他将量子力学和阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论应用于黑洞周围的空间，发现量子抖动会导致黑洞发射出完全随机的、不携带任何信息的辐射。当这种情况发生时，黑洞缩小并最终消失。

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但它的信息是否与之消失，意思是量子力学是错误的？或者问题与爱因斯坦的理论有吗？当被迫选择时，许多物理学家回到量子统治并怀疑信息以某种方式逃脱了黑洞的辐射，在这种情况下是不是随机。弄清楚信息如何出发，应该指出通过爱因斯坦的理论到更完整的量子的重力理论。然而，在45年的努力与这个“黑洞信息悖论之后”，没有人在霍金的计算中发现了涉嫌的误操作。

然而，现在，几个名称的黑洞物理学家认为它们可能会在解决方案上结束。甚至研究人员也没有完全掌握他们在最近探索的数学的身体含义纸. 但在抽象的数学线索中，他们和其他人看到了通向黑洞内部的一座桥梁的轮廓，一条被困数据的逃生路线。他们用一种不完全理解的技术从更高的维度窥探黑洞，找到了这条隐藏的路径。

“这是魔法，”说道Ahmed Almheiri.是新泽西州普林斯顿高级研究所（IAS）的物理学家，他共同撰写了最近的论文。他说，“我们知道如何证明如何证明”的透视作品，“但我们没有完全了解为什么发生这种情况。”

Raphael Bousso.是加州大学的物理学家，伯克利和悖论悖论的专家，“我发现它足够有趣，以至于我真的很努力”要了解它。

新发展的关键的维度跳跃技术被称为全息术。就像一个信用卡全息图，从平板贴纸弹出，可以以两种等同的方式查看像黑洞一样的系统。有一个熟悉的黑洞视图，因为重力是如此强大的空间，并且时空弯曲的织物如此陡峭，甚至光都可以爬出。或者，可以将黑洞视为从仍然无成力的量子颗粒的平坦系统中被认为是全息投影。在发现这种二元性之后胡安·马尔达西那是IAS的物理学家，1997年，物理学家从这些互补角度凝视着许多奥秘。他们现在使用全息方法来试图通过黑洞跟踪信息流。

首先，5月份发表的两篇论文分析了黑洞的信息内容如何随着物体的老化而变化。在其中一篇论文中，阿尔梅里和合著者考虑过的一个简化的二维引力黑洞，相当于一维量子粒子系统。他们发现，起初，随着黑洞吞噬物质并变得更大，其信息含量增加。但是，在它年老的时候，当辐射开始把数据吐出来时，它的信息含量就会减少，这与霍金的描述有所不同。斯坦福大学的杰弗里·潘宁顿得出了类似的结论.论文发现了一种重现传统智慧的新方法，这些智慧应该安全地逃脱黑洞，但他们停止了解释它是如何实现的 - 或者霍金的数学出错了。

最新的纸张，8月下旬发布，进一步走了，提供了一种思考霍金的数学的新方法。

众多人数通常从一个单向的街道从装满的重力街道走向量子平坦的街道，数学更容易。但在这项新工作中，Almheiri，Maldacena及其IAS合作者拉古·马哈扬和y钊试图漫步两种方式。

他们取了一个二维黑洞，分别考虑了它的两个元素:内部物质和物质产生的引力。和以前一样，他们把二维引力看作一维量子粒子的全息图。但他们把黑洞的物质当作第二个全息图的平面部分，让这些2D量子粒子进入3D图像。这个策略在一个全息图中创造了一个类似盗梦空间的全息图。“这似乎是一件非常疯狂的事情，”阿尔姆海里说，“但我们还是抓住了机会。”

当信息以二维形式出现在黑洞内部时，研究人员发现，全息图从页面弹出后，黑洞内部的部分与外部的部分形成了几何连接，为信息提供了一条逃逸路径。Almheiri说，因此，对于一个正在做简单实验的经过的宇航员来说，发出的黑洞辐射可能看起来是随机的，但严格的研究将揭示隐藏的微妙信息——许多人一直希望的结果。

黑洞的内部和外部之间的全息连接支持一个旧的亨希，考虑到两者在一起应该以某种方式解决悖论悖论。“他们正在提供非常重要的新证据，赞成这一规则，”Penington说。

但专家强调，虽然高维桥可以让信息出来，但详细说明如何在辐射中编码它仍然缺乏。“这是对辐射方面发生的事情的理论理解的开始，”Netta Engelhardt他是麻省理工学院的物理学家，曾与阿尔梅里合作于5月份的出版物，“但这不是如何提取信息的操作说明。”

3D视图还有助于澄清为什么2D黑洞最终从霍金的计算中分歧。理论主义者通过测量3D全息图中的相关几何表面的区域来跟踪黑洞的信息内容的变化。最小的这样的表面的区域提供了信息内容。但随着这种表面的成长，第二个最终将其替换为最小。继续跟踪第一个表面可再现霍克宁的错误，但通过表示黑洞中包含的信息开始掉落，切换到第二个纠正数学。

这样，一个全息图中的全息图就给出了二维黑洞信息会发生什么的理想答案。大多数专家认为，如果推理是正确的，它应该适用于像我们宇宙中的那些高维黑洞。然而，一个普遍的担忧是，作者可能对这个抽象的计算进行了过多的解读。

唐·马洛夫，加州大学的物理学家，圣巴巴拉，春卷与Almheiri，Engelhardt和Almheiri和亨利·麦克斯菲尔德，称赞这项新工作是证明早期论文主张的具体模型。然而，马洛夫担心全息照相可能不像阿尔梅里和马尔达塞纳希望的那样明智，因为它有可能在许多不同路径的维度之间跳跃。在新论文中找到的路线似乎可行，但马洛夫警告说，其他全息结构可能不同意。出于这个原因，他说，“我们都希望能够做一些2D理论固有的事情，而不需要将全息作为一个神奇的黑匣子。”

事实上，在持续的工作中，Almheiri的团队和一些其他群体正在追求更加接地的描述，他们希望将与他们全息内的全息图的结论相同，而不会靠在额外尺寸的拐杖上。

但即使彩色全息术伎俩不袖手旁观，黑洞研究人员也表达了令人兴奋的是，霍金的信息悖论能够将它们运送到已知物理学的界限。“在地图上说，'这里是龙 - 量子重力[理论]我们正在寻找龙比我们想象的要近得多，”Bousso说。

Charlie Wood是一名记者在地球上和下方覆盖物理科学的发展。他的工作出现在科学的美国人,基督教科学箴言报和爱情，以及其他刊物。此前，他曾在莫桑比克和日本教授物理和英语，并在布朗大学获得物理学学士学位。