Der Lehrsatz ohne Haare verlangt, dass alle schwarzen Loch-Lösungen der Gleichungen von Einstein-Maxwell der Schwerkraft und des Elektromagnetismus in der allgemeinen Relativität durch nur drei äußerlich erkennbare klassische Rahmen völlig charakterisiert werden können: Masse, elektrische Anklage und winkeliger Schwung. Ganze andere Information (für den "Haar" eine Metapher ist) über die Sache, die ein schwarzes Loch gebildet hat oder darin fällt, "verschwindet" hinter dem Ereignis-Horizont des schwarzen Loches und ist deshalb Außenbeobachtern dauerhaft unzugänglich.

Es gibt noch keinen strengen mathematischen Beweis des Lehrsatzes ohne Haare, und Mathematiker kennzeichnen ihn als die Vermutung ohne Haare.

Beispiel

Nehmen Sie an, dass zwei schwarze Löcher dieselben Massen, elektrische Anklagen und winkelige Schwünge haben, aber das erste schwarze Loch wird aus der gewöhnlichen Sache gemacht, wohingegen das zweite aus der Antimaterie gemacht wird; dennoch werden sie einem Beobachter außerhalb des Ereignis-Horizonts völlig nicht zu unterscheidend sein. Keine der speziellen Partikel-Physik-Pseudoanklagen (baryonic, leptonic, usw.) wird im schwarzen Loch erhalten.

Unabhängig vom Bezugsrahmen

Wie die meisten auf der allgemeinen Relativitätstheorie gestützten Ideen wird "kein Haar" Lehrsatz nur mit Eigenschaften betroffen, die des Bezugssystems (Gesichtspunkt des Beobachters) unabhängig sind. Der Lehrsatz sagt deshalb nichts über eine Position oder Geschwindigkeit eines schwarzen Loches.

Mehr allgemein verfällt jedes nicht stabile schwarze Loch schnell zu einem stabilen schwarzen Loch; und (modulo Quant-Schwankungen) stabile schwarze Löcher können jederzeit rechtzeitig durch diese elf Zahlen völlig beschrieben werden:

• Massenenergie M,
• geradliniger Schwung P (drei Bestandteile),
• winkeliger Schwung J (drei Bestandteile),
• Position X (drei Bestandteile),
• elektrische Anklage Q.

Diese Zahlen vertreten die erhaltenen Attribute eines Gegenstands, der von weitem durch das Überprüfen seiner elektromagnetischen und Gravitationsfelder bestimmt werden kann. Alle anderen Schwankungen im schwarzen Loch werden entweder zur Unendlichkeit flüchten oder durch das schwarze Loch verschlungen werden.

Vierdimensionale Raum-Zeit

Der Lehrsatz ohne Haare wurde für schwarze Löcher innerhalb des Zusammenhangs einer vierdimensionalen Raum-Zeit ursprünglich formuliert, der Feldgleichung von Einstein der allgemeinen Relativität mit der kosmologischen Nullkonstante, in Gegenwart von elektromagnetischen Feldern, oder fakultativ anderen Feldern wie Skalarfelder und massive Vektorfelder (Felder von Proca, spinor Felder, usw.) folgend.

Erweiterungen

Es ist seitdem erweitert worden, um den Fall einzuschließen, wo die kosmologische Konstante positiv ist (den neue Beobachtungen dazu neigen zu unterstützen).

Magnetische Anklage, wenn entdeckt, wie vorausgesagt, durch einige Theorien, würde den vierten durch ein klassisches schwarzes Loch besessenen Parameter bilden.

Gegenbeispiele

Gegenbeispiele, in denen der Lehrsatz scheitert, sind in Raum-Zeit-Dimensionen höher bekannt als vier; in Gegenwart von Non-Abelian-Yang-Mühle-Feldern, non-abelian Felder von Proca, einige nichtminimal verbundene Skalarfelder oder skyrmions; oder in einigen Theorien des Ernstes außer der allgemeinen Relativität von Einstein. Jedoch sind diese Ausnahmen häufig nicht stabile Lösungen und/oder führen zu erhaltenen Quantenzahlen nicht, so dass "Der 'Geist' der Vermutung ohne Haare jedoch scheint, aufrechterhalten zu werden". Es ist vorgeschlagen worden, dass, wie man betrachten kann, "haarige" schwarze Löcher gebundene Staaten von unbehaarten schwarzen Löchern und solitons sind.

Schwarze Löcher im Quant-Ernst

Der Lehrsatz ohne Haare wird in der klassischen Raum-Zeit der allgemeinen Relativität von Einstein, angenommen formuliert, ohne Begrenzen der Struktur für kurze Strecken oder Korrelationen für kurze Strecken ungeheuer teilbar zu sein. In solch einem Modell entspricht jedes mögliche makroskopisch definierte klassische schwarze Loch einer unendlichen Dichte von Mikrostaaten, von denen jeder als ähnlich, wie gewünscht, zu einigen von anderen (folglich der Verlust der Information) gewählt werden kann.

Begrenztes Wärmegewicht

Vorschläge zu einer Theorie des Quant-Ernstes beseitigen dieses Bild. Anstatt eine potenziell unendliche Informationskapazität zu haben, wird es darauf hingewiesen, dass das Wärmegewicht eines Quants schwarzes Loch sollte ein ausschließlich begrenzter A/4 sein, wo A das Gebiet des schwarzen Loches in Einheiten von Planck ist.

Zusammen mit einem begrenzten (nichtunendlichen) Wärmegewicht Quant erwerben schwarze Löcher eine begrenzte (nichtnull)-Temperatur, und damit die Emission der Jagenden Radiation mit einer schwarzen Körperspektrum-Eigenschaft dieser Temperatur. An einem statistischen Niveau kann das demzufolge des ausführlichen Gleichgewichtes verstanden werden, das aus der gewagten Mikroumkehrbarkeit (unitarity) der Wechselwirkung zwischen den Quant-Staaten des Strahlenfeldes und den Quant-Staaten des schwarzen Loches folgt. Das deutet an, dass, wenn schwarze Löcher Radiation absorbieren können, sie deshalb auch Radiation mit einer schwarzen Körperspektrum-Eigenschaft der Temperatur des relevanten Teils des Systems ausstrahlen sollten.

In der Nähe vom Ereignis-Horizont

Von einer verschiedenen Perspektive, wenn es richtig ist, dass die Eigenschaften eines Quants schwarzes Loch an einem breiten Niveau mehr oder weniger zu einem klassischen allgemein-relativistischen schwarzen Loch dann entsprechen sollten, wird es geglaubt, dass das Äußere und die Effekten der Jagenden Radiation als Quant "Korrekturen" zum klassischen Bild interpretiert werden können, weil die Konstante von Planck" weg von der Null bis zu h "abgestimmt wird. Außerhalb des Ereignis-Horizonts eines astronomisch-großen schwarzen Loches sind diese Korrekturen winzig. Die klassische unendliche Informationsdichte ist wirklich ganz eine gute Annäherung an das begrenzte, aber große schwarze Loch-Wärmegewicht, die schwarze Loch-Temperatur ist sehr fast Null, und es gibt sehr wenige Jagende Partikeln, um die klassischen Schussbahnen zu stören.

Innerhalb des Ereignis-Horizonts

Sehr wenig ändert sich für eine Testpartikel, weil der Ereignis-Horizont durchquert wird; klassische allgemeine Relativität ist noch eine sehr gute Annäherung an das Quant-Ernst-Ergebnis. Aber je weiter die Partikel der Ernst hinfällt so, desto mehr die Jagenden Temperaturzunahmen mehr Jagende Partikeln dort die Testpartikel herumstoßen, und die größeren seine Abweichungen von einem klassischen Pfad werden, weil die zunehmend beschränkte Dichte von Quant-Staaten anfängt zu drücken. Schließlich, viel weiter in, wird die Dichte des Quants "Korrekturen" so ausgesprochen, dass die klassischen Variablen aufhören, gute Quantenzahlen zu sein, um das System zu beschreiben. Das tief ins schwarze Loch es wird das Quant Gravitationskräfte vor allem sonst, die die Umweltwechselwirkungen beherrschen, die die passenden Decohered-Staaten dafür bestimmen, über das System vernünftig zu sprechen. Weiter in als das muss der Kern des Systems in seinem eigenen, spezifisch Quant, Begriffe behandelt werden.

Ein Quant schwarzes Loch im Vergleich zu einem klassischen schwarzen Loch

Auf diese Weise kann das Quant schwarzes Loch noch schaffen, wie das schwarze Loch der klassischen allgemeinen Relativität, nicht nur am Ereignis-Horizont sondern auch für einen wesentlichen Weg darin, trotz des wirklichen Besitzens nur begrenzten Wärmegewichtes auszusehen.

Schwarzes Loch eines Quants hat nur begrenztes Wärmegewicht und besteht deshalb vermutlich in einer einer beschränkten wirksamen Zahl von entsprechenden Staaten. Bezüglich einer sorgfältigen Beschreibung der verfügbaren Staaten kann diese Körnung offenbart werden. Jedoch vertritt das Versuchen, eine rein klassische Beschreibung geltend zu machen, einen Vorsprung in einen viel größeren Raum, gemacht möglich vermutlich durch durch Umweltdecoherence gelieferte Wahrscheinlichkeiten. Jede Struktur, die im begrenzten Wärmegewicht gegen eine Quant-Beschreibung implizit ist, konnte dann durch die riesige Einspritzung der Unklarheit völlig gewaschen werden, die dieser Vorsprung vertritt. Das kann erklären, warum, wenn auch Falknerei der Radiation Nichtnullwärmegewicht hat, Berechnungen bis jetzt unfähig gewesen sind, das mit irgendwelchen Schwankungen von der vollkommenen Isotropie zu verbinden.

Siehe auch

• Schwarzes Loch-Informationsparadox

Links

• Hawking, S. W. (2005). Informationsverlust in Schwarzen Löchern, arxiv:hep-th/0507171. Die behauptete Lösung von Stephen Hawking des schwarzen Loches unitarity Paradox, hat zuerst im Juli 2004 berichtet.