The black hole information paradox

InEn 1976, Hawking understoodcomprit thatque hissa theorythéorie ofde blackla holethermodynamique thermodynamicsdes impliedtrous anoirs curiousimpliquait phenomenom.un Ifphénomène acurieux. blackSi holeun shrinkstrou bynoir emittingrétrécit thermalen radiationémettant toun infinity,rayonnement whatthermique happensvers tol'infini, thequ'advient-il des informations qui sont tombées dans le trou noir une fois que celui-ci s'est complètement évaporé ? Selon la mécanique quantique, aucun processus réaliste ne peut détruire l'information. Cependant, les calculs de Hawking suggèrent que c'est le cas, car le rayonnement émis à l'infini par le trou noir ne contient aucune information thatsur hasce fallenqui intoest thetombé blackdans holele aftertrou itnoir. hasC'est completelyle evaporated?problème Accordingde tol'information, quantumprobablement mechanics,le noproblème realisticle processplus canambitieux destroyet information.le However,plus Hawking'sfondamental computationde suggestsla thatphysique itthéorique does,moderne, becausecar theil radiationconfronte emitteddirectement todeux infinitythéories fromconsidérées thecomme blackincompatibles hole: carriesla norelativité informationgénérale atet allla aboutthéorie whatquantique hasdes fallenchamps. intoSa therésolution blackpourrait hole.élucider Thisla isgravité thequantique, informationconsidérée problem,comme probablyle theSaint mostGraal ambitiousde andla fundamentalphysique, problemnous inapprenant moderncomment theoreticalrésoudre physics,le becauseproblème itde confrontsla directlysingularité twoà theoriesl’intérieur thoughtdes totrous benoirs incompatible:et generalcelui relativityde andl’origine quantumde field theory. Its resolution could unravel quantum gravity, considered to be the graal of physics, teaching us how to solve the problem of the singularity inside black holes and the problem of the origin of the universe.l’univers.

DuringAu hiscours PhDde thesis,sa thèse de doctorat, Sami, inen collaboration withavec Alejandro Perez, camea upeu withune anidée audaciousaudacieuse. idea. The L'information isn'est notpas destroyeddétruite indans thele blacktrou hole,noir, butmais isse disspisateddisperse intodans theles gravitationaldegrés microscopicde degreesliberté ofgravitationnels freedommicroscopiques closeproches tode thela singularity,singularité, whereoù theles quantumeffets effectsquantiques canne nopeuvent longerplus beêtre neglected.négligés. Therefore,Par theconséquent, l'information isest conserved,conservée, inconformément accordanceà withla quantummécanique mechanics,quantique, butmais untractableinaccessible forà alltoutes practicalfins purposes.pratiques. ThinkImaginez aboutque droppingvous anlaissiez egg.tomber Whenun itœuf. meetsLorsqu'il thetouche floor,le thesol, eggl'œuf cracks,se andbrise, mostet ofla theplupart informationdes aboutinformations itsconcernant internalsa structure isinterne lostse throughperdent microscopicà correlationscause betweendes thecorrélations elementsmicroscopiques constitutingentre theles eggéléments andconstituant thel’œuf atomset ofles theatomes floor.du Ofsol. course,Bien onesûr, cannoton recoverne thepeut informationpas, abouten thepratique, récupérer les informations sur l’état initial statede ofl’œuf, themais eggcela intient practice,uniquement butà itnos ispropres onlylimites. dueEn toprincipe, ouron ownpourrait limitations.analyser Inles principle,corrélations oneinduites couldpar analyze the correlations induced by the l’impact andet recoverrécupérer everythingtout thatce canqu’il beest saidpossible aboutde thedire egg.sur l’œuf.

Sami andet Alejandro understoodont thatcompris aqu'un similarscénario storysimilaire couldpouvait applys'appliquer duringlors ade blackl'effondrement holed'un collapse.trou Herenoir. theIci, rolele playedrôle byjoué thepar correlationsles modifyingcorrélations themodifiant statel'état ofdes theatomes atomsdu ofsol theest floorinduit ispar inducedun anparamètre additionalsupplémentaire parameterqu'ils theyont introducedintroduit indans a microscopicune description ofmicroscopique gravity,de labelingla thegravité, differentétiquetant "microstates"les ofdifférents the« quantummicro-états gravitational» fielddu andchamp inspiredgravitationnel byquantique quantumet gravitys'inspirant modelsde suchmodèles asde loopgravité quantumquantique gravity.tels Theyque explainedla howgravité suchquantique aà prameterboucles. couldIls storeont partsexpliqué ofcomment theun initialtel paramètre pouvait stocker des parties de l'information thatinitiale hastombée fallendans intoun atrou blacknoir. hole.Grâce Throughà theirleurs work,travaux, theyils openedont theouvert doorla tovoie aà newune avenuenouvelle ofpiste researchde thatrecherche couldqui leadpourrait tomener aà completeune description ofcomplète thedu fatesort ofdes informationinformations swallenenglouties intopar aun blacktrou hole.noir. InDe addition,plus, byen outliningsoulignant thela presenceprésence andet the l’importance ofde additionaldegrés microscopicde degreesliberté ofmicroscopiques freedom,supplémentaires, theles ideasidées defendeddéfendues bypar Sami andet Alejandro broughtont newapporté insightsde aboutnouvelles possibleperspectives newsur phenomenologiesd’éventuelles basednouvelles onphénoménologies tranfersbasées ofsur energyles andtransferts d’énergie et d’information fromdu theniveau macroscopicmacroscopique levelvers tole themonde microscopic world.microscopique.

TheseCes resultsrésultats wereont publishedété inpubliés dans Entropy 25 (2023) 11, 1479:1479 : https://arxiv.org/pdf/2307.10254.