[论文解读] Escaping the Interiors of Pure Boundary-State Black Holes

Ahmed Almheiri, Alexandros Mousatov+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 12, 2018

Black Holes and Theoretical Physics被引用 4

一句话总结

本文表明，通过边界CFT中的双迹形变，纯边界态反 de Sitter 空间中的黑洞可被实现逃逸，该形变向时空内部注入负能量并违反平均零能量条件。通过调节形变耦合在膜边界条件上的符号，信号可逃离黑洞内部，从而建立类似于热场双态中可穿越虫洞的可穿越性。

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.

研究动机与目标

• 研究具有末世界膜的纯黑洞微观态是否可通过边界CFT形变实现逃逸。
• 探讨依赖于态的双迹形变在实现黑洞内部可穿越性中的作用。
• 通过CFT构造将可穿越虫洞的概念推广至单侧黑洞。
• 分析负能量注入如何改变视界后的因果结构。
• 建立边界CFT形变与黑洞内部时空算符重建之间的联系。

提出的方法

• 在欧氏时间具有边界的一个CFT中，将黑洞微观态构造为Cardy边界态。
• 将这些态映射为视界后具有末世界膜的时空几何。
• 引入哈密顿量双迹形变，将边界上的局部算符耦合，以向时空内部注入负能量。
• 利用AdS/CFT对偶，将CFT形变与时空内部平均零能量条件（ANEC）的破坏联系起来。
• 通过计算形变理论中边界算符的对易子，探测信号穿过内部的传播。
• 在反作用可忽略的极限下，使用路径积分方法评估对易子，对狄拉克δ函数形变和有限时间形变给出显式结果。

实验结果

研究问题

• RQ1 具有末世界膜的纯黑洞微观态是否可通过边界CFT形变实现逃逸？
• RQ2 双迹耦合的符号如何影响视界后的因果结构？
• RQ3 通过形变注入负能量在多大程度上可实现单侧黑洞的可穿越性？
• RQ4 HKLL构造能否推广至利用形变后的CFT数据重建黑洞内部的时空算符？
• RQ5 形变的持续时间与形貌如何影响逃逸域的范围？

主要发现

• 当形变耦合符号与膜边界条件匹配时，双迹形变会向黑洞注入负能量，从而破坏平均零能量条件（ANEC）。
• 该形变使信号能够逃离黑洞内部，使内部与边界在因果上相连。
• 对于狄拉克δ函数形变，较晚的形变时间会使逃逸域缩小，表明越早获取信息越有效。
• 当形变在有限时间区间内开启时，逃逸域扩大，且在长时间下趋于饱和。
• 当振幅分母为负时，负耦合下边界算符的对易子变为虚数，表明信号可非零地穿过内部。
• 信息重现所需的时间存在下界，该下界由形变轮廓和算符维数决定。