17/03/2022. Le paradoxe de l’information est-il résolu?

Précisons tout de suite que si ce paradoxe était résolu, le problème le plus intrigant de la physique moderne serait également résolu. Ce problème résulte de l »incompatibilité mille fois constatée expérimentalement entre la cosmologie classique, dite aussi physique einsténienne et la cosmologie quantique. Pour la première un objet se situe nécessairement dans un espace-temps à 4 dimensions. Qu’il soit observé ou non ne change rien à l’affaire. Pour la seconde il n’est pas possible de définir un objet quantique en le situant dans l’espace ou le temps. On parle d’indétermination et de superposition. C’est seulement quand le corps est « observé » que son statut se précise, et ceci seulement pour l’observateur.

En astrophysique, le paradoxe de l’information est un paradoxe mis en évidence par Stephen Hawking en 1976, paradoxe qui oppose les lois de la mécanique quantique à celles de la relativité générale. En effet, la relativité générale implique qu’une information pourrait fondamentalement disparaître dans un trou noir, à la suite de l’évaporation de celui-ci. Cette perte d’information implique une non-réversibilité et une évolution linéaire des états quantiques, en contradiction fondamentale avec les postulats de la mécanique quantique. C’est en cosmologie, et plus précisément dans la cosmologie des trous noirs, que ce paradoxe a des résultats particulièrement intrigants

Les trous noirs sont des phénomènes encore mal compris. En effet, il n’est pas possible de déterminer a posteriori ce qui est entré dans le trou noir, C’est notamment le cas de l’information. Cependant, vue d’un observateur éloigné, l’information n’est jamais complètement disparue.

En astrophysique, le paradoxe de l’information est un paradoxe mis en évidence par Stephen Hawking en 1976, paradoxe qui oppose les lois de la mécanique quantique à celles de la relativité générale. En effet, la relativité générale implique qu’une information pourrait fondamentalement disparaître dans un trou noir, à la suite de l’évaporation de celui-ci. Cette perte d’information implique une non-réversibilité et une évolution non unitaire des états quantiques, en contradiction fondamentale avec les postulats de la mécanique quantique.  Ainsi la théorie générale de la relativité d’Einstein affirme que les informations sur ce qui entre dans un trou noir n’ont jamais complètement disparu.

Pour en savoir plus, voir
https://hitek.fr/actualite/paradoxe-information-hawking-resolu-trou-noir_33830

Référence

Quantum hair and black hole information

XavierCalmetaStephen D.H.Hsub

Volume 827Get
10 april 2022

Abstract

It has been shown that the quantum state of the graviton field outside a black hole horizon carries information about the internal state of the hole. We explain how this allows unitary evaporation: the final radiation state is a complex superposition which depends linearly on the initial black hole state. Under time reversal, the radiation state evolves back to the original black hole quantum state. Formulations of the information paradox on a fixed semiclassical geometry describe only a small subset of the evaporation Hilbert space, and do not exclude overall unitarity.

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