[논문 리뷰] Escaping the Interiors of Pure Boundary-State Black Holes

Ahmed Almheiri, Alexandros Mousatov외 1명|arXiv (Cornell University)|2018. 03. 12.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 AdS/CFT에서 순수한 경계 상태 블랙홀이 경계 CFT에서 이중 트레이스 변형을 통해 탈출 가능하게 될 수 있음을 보여준다. 이 변형은 블랙홀 내부에 음의 에너지를 주입하여 평균 영향선 에너지 조건(ANEC)을 위반한다. 브레인 경계 조건에 맞춰 변형 커플링의 부호를 조절함으로써 신호는 블랙홀 내부에서 탈출할 수 있으며, 이는 열역학적 이중 상태의 통과 가능한 웜홀과 유사한 통과 가능성의 성립을 보여준다.

ABSTRACT

We consider a class of pure black hole microstates and demonstrate that they can be made escapable by turning on certain double trace deformations in the CFT. These microstates are dual to BCFT states prepared via a Euclidean path integral starting from a boundary in Euclidean time. These states are dual to black holes in the bulk with an End-of-the-World brane; a codimension one timelike boundary of the spacetime behind the horizon. We show that by tuning the sign of the coupling of the double trace operator to the boundary conditions on the brane the deformation injects negative energy into the black hole causing a time advance for signals behind the horizon. We demonstrate how the property of escapability in the considered microstates follows immediately from the traversability of deformed wormholes. We briefly comment on reconstruction of the black hole interior and state dependence.

연구 동기 및 목표

• 끝이 없는 세계 브레인을 가진 순수한 블랙홀 미크로상태가 경계 CFT의 변형을 통해 탈출 가능하게 만들 수 있는지 조사하기.
• 신호에 따라 달라지는 이중 트레이스 변형이 블랙홀 내부의 통과 가능성에 미치는 영향을 탐구하기.
• CFT 구성법을 통해 단일 측면 블랙홀에 대해 통과 가능한 웜홀 개념을 확장하기.
• 음의 에너지 주입이 사건의 지평선 뒤의 인과적 구조에 어떻게 영향을 주는지 분석하기.
• 경계 CFT의 변형과 블랙홀 내부의 블랙홀 연산자 재구성 간의 연결 고리 설정하기.

제안 방법

• 유럽 시간에서 경계를 가진 CFT에서 카르디 경계 상태로 블랙홀 미크로상태를 구성하기.
• 이 상태들을 사건의 지평선 뒤에 끝이 없는 세계 브레인이 있는 블랙홀 시공간으로 매핑하기.
• 경계에 있는 국소 연산자를 연결하여 블랙홀 내부에 음의 에너지를 주입하는 해밀토니안 이중 트레이스 변형 도입하기.
• AdS/CFT 대응을 통해 CFT 변형이 블랙홀 내부에서 평균 영향선 에너지 조건(ANEC) 위반과 관련이 있음을 연결하기.
• 변형된 이론에서 경계 연산자의 커mutator를 계산하여 내부를 통과하는 신호 전파를 탐색하기.
• 기울어짐이 무시할 수 있을 정도의 극한에서 경로 적분 방법을 사용해 커mutator를 평가하며, 델타 함수 및 유한 시간 변형에 대해 명시적인 결과 도출하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 끝이 없는 세계 브레인을 가진 순수한 블랙홀 미크로상태가 경계 CFT의 변형을 통해 탈출 가능하게 만들 수 있는가?
• RQ2 이중 트레이스 커플링의 부호가 사건의 지평선 뒤의 인과적 구조에 어떻게 영향을 주는가?
• RQ3 어느 정도의 음의 에너지 주입이 변형을 통해 단일 측면 블랙홀의 통과 가능성으로 이어지는가?
• RQ4 HKLL 구성법을 변형된 CFT 자료를 사용해 내부의 블랙홀 연산자를 재구성하는 데 일반화할 수 있는가?
• RQ5 변형의 지속 시간과 프로파일이 탈출 가능 영역에 어떻게 영향을 주는가?

주요 결과

• 브레인 경계 조건에 맞춰 부호를 조절한 이중 트레이스 변형은 블랙홀에 음의 에너지를 주입하여 평균 영향선 에너지 조건(ANEC)을 위반한다.
• 이 변형은 블랙홀 내부에서 신호가 탈출할 수 있도록 하여 내부가 경계와 인과적으로 연결되게 한다.
• 델타 함수 변형의 경우, 변형 시간이 늦을수록 탈출 가능 영역이 줄어들며, 이는 정보를 빨리 회수하는 것이 더 효과적임을 시사한다.
• 유한 시간 간격 동안 변형이 켜지면 탈출 가능 영역이 증가하며, 이 효과는 시간이 길어질수록趋세에 도달한다.
• 음의 커플링일 경우, 진폭의 분모가 음수가 되면 경계 연산자 간의 커mutator가 허수로 변하며, 이는 내부를 통과하는 비영의 신호 전파를 나타낸다.
• 정보가 다시 나타나는 데 걸리는 시간은 하한선이 존재하며, 이 하한선은 변형 프로파일과 연산자 차원에 의해 결정된다.