Le paradoxe de l'information des trous noir en passe d'être résolu ?

[sunyata]

C'est dans cet article :

https://www.quantamagazine.org/the-b...TUGlUv-njM2eYA

Des calculs de type semi-classiques prouveraient que
l'information est conservée au sein d'un trou noir.

Cordialement
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[yves95210]

Salut,

Voici l'avis d'une physicienne (Sabine Hossenfelder), dans une série de tweets où elle résume ses arguments suite à une discussion précédente :

Le problème de la perte d'informations du trou noir a été résolu, une fois de plus !
https://arxiv.org/abs/2011.01166

Au cas où vous n'auriez pas suivi, c'est pour ceux d'entre vous qui ne comprennent pas pourquoi je dis que ce problème ne peut être résolu par les seuls calculs.
Nous connaissons une douzaine de "solutions" mathématiquement cohérentes. La physique, ce n'est pas des maths. Nous avons besoin d'observations pour décider quelles maths décrivent la réalité. Il n'y a pas d'observations et il n'y en aura pas dans les 10 000 prochaines années.
Toute l'encre qui a coulé sur le supposé "problème" est une perte de temps et d'argent. En l'absence de données, ce qui compte comme solution est une question de goût.

Quant au supposé "problème". La réponse évidente est et a toujours été que l'information est libérée dans la phase gravitationnelle quantique. Cette réponse évidente a été jetée à la poubelle sur la base d'un faux argument, une erreur qui n'a jamais été corrigée.
Le faux argument est qu'une libération tardive de l'information (lorsque la qg est forte) entraînerait un problème de production de paires. Cet argument suppose la validité de la théorie effective des champs dans une plage où elle ne peut manifestement pas être utilisée en raison du blueshift exponentiel à l'horizon.

Vous pouvez maintenant vous demander pourquoi personne n'écrit sur cette réponse évidente ? C'est très simple : Il n'y a pas grand chose à dire à ce sujet parce que nous n'avons pas de théorie de la gravité quantique, point final. On ne peut pas gagner sa vie avec ça.

Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite) [+ quelques corrections]

[Deedee81]

Salut,

Je ne peux qu'être d'accord avec ça.

J'avais même déjà exposé mon opinion (je ne vais pas le redécrire) selon laquelle en gravité semi-classique il n'y a pas de paradoxe de l'information (ou plutôt que c'est un faux paradoxes). Et connaissant les résultats obtenus en gravité quantique à boucles celle-ci prédit aussi une "transpiration" des informations vers l'extérieur et je suis d'accord avec ça évidemment.

Et pour le reste, c'est vrai qu'il est tout bonnement impossible de trancher avec de la pure théorie. C'est exactement comme ceux qui ont "la solution de la matière noire" ou "de l'énergie noire".... Sans données expérimentales, comment savoir ce qui est bon parmi toutes les "bonnes idées" ???? Impossible.

[jpphy]

Bonjour,

On ne peut attribuer de fonction d'onde qu'à un système se trouvant dans un "état préparé" c'est-à-dire ayant subi une mesure.
Sinon la fonction d'onde, ou si l'on veut l'"état quantique", n'ont simplement pas d'existence. Ce n'est pas que l'on pourrait en principe les connaître, c'est qu'ils n'existent pas. On ne peut pas imaginer les connaître, puisqu'il faut pour cela une mesure, et que toute mesure modifie l'état.
La matière tombant dans un trou noir n'est évidemment pas dans ce cas, comment peut-on lui attribuer une quelconque information ??
Cette remarque vaut aussi pour toute discussion sur l'évolution "unitaire" d'une fonction d'onde qui n'existe pas ??

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Bonjour,

On ne peut attribuer de fonction d'onde qu'à un système se trouvant dans un "état préparé" c'est-à-dire ayant subi une mesure.
Sinon la fonction d'onde, ou si l'on veut l'"état quantique", n'ont simplement pas d'existence. Ce n'est pas que l'on pourrait en principe les connaître, c'est qu'ils n'existent pas. On ne peut pas imaginer les connaître, puisqu'il faut pour cela une mesure, et que toute mesure modifie l'état.
La matière tombant dans un trou noir n'est évidemment pas dans ce cas, comment peut-on lui attribuer une quelconque information ??
Cette remarque vaut aussi pour toute discussion sur l'évolution "unitaire" d'une fonction d'onde qui n'existe pas ??

Il est clair qu'on ne peut pas connaitre l'état d'un système sans l'avoir mesuré mais de là à dire que l'état quantique "n'existe pas" c'est totalement contraire à ce que l'on sait de la mécanique quantique y compris sous ses formes les plus élaborées (mécanique quantique relativiste, théorie quantique des champs et les multiples théories de gravitation quantique). Quand tu fais une remarque de ce genre (surtout contraire à ce qu'on sait déjà il faut que tu sources, et avec une source scientifique bien sûr comme une publication sous comité de lecture ou.... au pire.... wikipedia souvent correct).

Je le dis gentiment, pas en vert (je suis modérateur) sinon ça risque d'être catalogué en "théorie personnelle" et viré. D'ailleurs pour un premier message tu aurais pu dire bonjour !!!! As-tu lu la charte que tu viens de signer ? C'est important, sur Futura le non respect de la charte implique des interventions de la modération. Les épinglés en tête des forums sont importants aussi.

Comment d'ailleurs pourrait-on calculer le résultat d'une mesure (les probabilités en suivant la règle de Born) si on ne pouvait pas définir un état quantique avant mesure ?!!!! Une très grande partie des technologies modernes sont basées là-dessus (y compris les technologies des semi-conducteurs que tu utilises pour accéder à internet) et rien ne marcherait si c'était faux !!!! Et attention, depuis les débats Bohr-Einstein et les objections de Schrödinger, entre autre, on a énormément progressé dans la compréhension de la mécanique quantique. Méfiance.

Quand à l'information dans cette discussion (et la plupart du temps en physique en général) : il ne s'agit pas d'information communiquée à un humain (obtenu par la mesure ou la réception comme quand on écoute les actualités de Bel RTL ). Il s'agit d'information au sens de Shannon. Tout système, même non mesuré, a besoin d'un certain nombre de paramètres pour être décrits (que nous humain on connaisse la valeur des paramètres ou non, on s'en fout royalement) et ces paramètres impliquent une certaine quantité d'information. La définition dans l'article fondateur de Rovelli sur la mécanique quantique relationnelle l'explique bien (article très facile à trouver sur ArXiv).

A noter que l'évolution unitaire est une évidence car elle revient à dire que "la probabilité qu'il y ait un certain résultat lors d'une mesure est égal à 1", forcément (quel que soit le résultat il y en aura forcément un, les formulations non unitaires sont souvent des approximations pratiques comme en mécanique quantique orthodoxe pour le problème des collisions avec centre de diffusion pouvant capturer la particule, le coté non unitaire sert à décrire de manière phénoménologique le fait que la particule a disparu, voir tout bon livre de MQ comme celui de Leonard L. Schmidt).

Concernant le "paradoxe de l'information", attention quand même au titre : "en passe d'être résolu", ce titre est évidemment abusif :
- des solutions on en connait, que ce soit le firewall, la conjecture ER=EPR, les différents modèles de gravité quantique, etc... etc.... Il y a même une solution qui dit : "il n'y a aucun paradoxe car...." (solution que j'ai toujours défendue au niveau semi-classique, je ne reviendrai pas dessus ici d'autant que ce n'est pas la plus courante, si ce n'est pour dire que le "paradoxe" résulte d'une mauvaise interprétation de la relativité générale, ce qui est très fréquent d'ailleurs, mais pas de la mécanique quantique comme tu le suggères).
- Quelle que soit les solutions, seule l'expérience permet de départager et on en est trèèèèès loin, on ne peut rester actuellement qu'à un niveau théorique et spéculatif

Et donc forcément, une nouvelle explication (ceci dit très intéressante) ne peut pas être qualifiée de "la résolution du problème", tout au plus une solution de plus. Mais non, dire que l'état n'existe pas avant mesure est une.... sottise (désolé pour le mot), ne pas confondre l'état quantique avec la valeur déterminée des grandeurs mesurables !!!!! (l'état quantique n'est pas, et ne peut d'ailleurs pas être même après mesure , un état propre de touts les opérateurs hermitiens, c'est un grand classique de l'espace de Hilbert qui décrit ces états)

[jpphy]

Bonjour,

Merci de cette réponse circonstanciée.
Désolé, mais mon message commençait bien par "bonjour" !

Quand tu fais une remarque de ce genre (surtout contraire à ce qu'on sait déjà il faut que tu sources, et avec une source scientifique bien sûr comme une publication sous comité de lecture ou.... au pire.... wikipedia souvent correct).

J'ai bien conscience que mon message puisse paraître quelque peu iconoclaste, dans la mesure où il met naïvement en cause l’existence même du paradoxe. Mais je n'ai aucune source à citer car cela provient de mes propres réflexions. De plus j'utilisais une forme interrogative ...
Depuis longtemps je m'interroge sur ceci, que je ne saurais mieux résumer que Serge Haroche, p447 de son dernier livre : ".. l'état d'un système est un concept statistique et () il est impossible de déterminer la fonction d'onde d'un système inconnu si l'on n'en possède qu'une réalisation".

Comment d'ailleurs pourrait-on calculer le résultat d'une mesure (les probabilités en suivant la règle de Born) si on ne pouvait pas définir un état quantique avant mesure ?!!!!

Justement ! Pour vérifier des probabilités il faut une grand nombre d'exemplaires identiques du système. Par conséquent, bien évidemment, on ne peut faire ce travail que sur des états préparés, c'est à dire qui ont déjà subi une mesure, et dont on connait alors l'état. Avant cette préparation, on peut rien dire de l'état du système.

Tes objections ne m'ont pas vraiment convaincu et je reformule mon interrogation: est-il raisonnable de manipuler le concept de fonction d'onde (ou d'état quantique) pour un système inconnu (non préparé) alors que celle-ci est essentiellement indéterminée, et inaccessible même par une quelconque "expérience de pensée" ?

Cordialement

[Deedee81]

Désolé, mais mon message commençait bien par "bonjour" !

J'ai pas les yeux en face des trous moi

J'ai bien conscience que mon message puisse paraître quelque peu iconoclaste, dans la mesure où il met naïvement en cause l’existence même du paradoxe.

Ah non !!! Ce n'est pas ça le problème. Moi aussi je remet en cause le paradoxe (tu l'as lu ?). Ca n'a absolument rien d'iconoclaste ! Le soucis c'est que tes affirmations vont à l'encontre des théories connues validées par l'expérience (on peut.... mais pas sur Futura !!!!)

Mais je n'ai aucune source à citer car cela provient de mes propres réflexions. De plus j'utilisais une forme interrogative ...

Ne jouons pas sur les mots. Même suivie d'une question du genre "est-ce correct", une théorie personnelle reste personnelle et est interdite. Sinon n'importe qui raconterait n'importe quoi en disant "hé ! j'ai utilisé un mode interrogatif". Faut pas nous prendre pour des poires non plus.

Depuis longtemps je m'interroge sur ceci, que je ne saurais mieux résumer que Serge Haroche, p447 de son dernier livre : ".. l'état d'un système est un concept statistique et () il est impossible de déterminer la fonction d'onde d'un système inconnu si l'on n'en possède qu'une réalisation".

Ce n'est pas ce que tu disais plus haut, tu disais que son état n'existait pas. Là il s'agit pour un humain de faire des expériences pour connaitre l'état. Hors le paradoxe de l'information ne concerne ni la mesure ni l'humain en tant que tel, il s'agit juste de la description théorique d'un objet physique, sans être humain pour faire des mesures, et cela conduit (en apparence) à une contradiction théorique. Si tu maîtrises la mécanique quantique tu dois forcément le savoir.

Je n'ai pas quoté la suite tu commets la même grosse bourde.

Tes objections ne m'ont pas vraiment convaincu et je reformule mon interrogation: est-il raisonnable de manipuler le concept de fonction d'onde (ou d'état quantique) pour un système inconnu (non préparé) alors que celle-ci est essentiellement indéterminée, et inaccessible même par une quelconque "expérience de pensée" ?

Bien sûr que c'est raisonnable. Une théorie physique, un développement théorique d'un système physiques, etc.... c'est vérifié par les résultats finaux, on ne demande pas que le système soit mesuré à chaque nanoseconde qui passe sinon on ne pourrait plus faire de physique !!!!! (on ne pourrait plus rien modéliser théoriquement sous prétexte qu'on ne l'a pas mesuré). Chose plus comique : si tu pouvais constamment (ou du moins très très souvent) mesurer l'état quantique d'un noyau radioactif : celui-ci ne se désintègrera jamais (mais bon c'est pas le fond du problème, c'est juste un truc curieux : https://cours.espci.fr/site.php?id=200&fileid=730 )