2024-03-17(On the non-perturbative bulk Hilbert space of JT gravity I)

用来理解火墙假说的一个想法是在一个双边黑洞(也就是永恒黑洞)里考虑一个碰撞问题:我们可以认为两个边界是被一个虫洞联通起来,来自两个边界的粒子会在虫洞中发生碰撞。这个碰撞可能是危险的,也可能是温和的。如果是危险的,就可以认为黑洞有火墙。
当虫洞的长度是随时间增加的话,会对进入其中的能量产生红移效应,所以碰撞也是低能温和的。
当虫洞的长度是随时间减小的话,相反地,会对进入其中的能量产生蓝移,导致一个高能危险碰撞。

所以我们可以通过计算长度算符的期望值\langle\Psi_{BH}|\hat{\ell}|\Psi_{BH}\rangle
来判断火墙是否存在。问题的难点是如何定义黑洞的量子态,还有长度算符?当然在经典层面上,我们可以直接计算虫洞长度,会发现它是随时间增加的。这也启发了复杂度的概念:虽然系统达到了热力学平衡,但是随时间增长的虫洞长度对应了系统量子复杂度的增加。

现在我们要考虑非微扰效应对期望值的贡献,更具体是可考虑higher genus 虫洞的贡献。当虫洞的genus 不为0的时候,就有多个通道来联通两个边界,也就意味着长度算符的意义要发生改变。

可以类比双缝干涉实验。higher genus的情况可以类比打开了多个缝,这样不同的path 要发生相干叠加,从而得到了干涉条纹,即量子化,这意味我们在屏幕上记录的数据其实是离散化的,也就是说我们可以用一组离散的基来描述实验结果。而在只开一个缝的时候,我们没有条纹,所以需要一个连续的基来描述结果。

在JT引力里面的计算情况和这个很类似。当只考虑genus为0的时空的时候,系统的能谱是连续的
\langle\Psi_{BH}|\hat{\ell}|\Psi_{BH}\rangle=\int dE dE'\langle \Psi_{BH}|E\rangle\langle E|\hat{\ell}|E'\rangle \langle E'|\Psi_{BH}\rangle

但是当我们把所有higher genus的贡献都加进来的时候,能谱就变成离散的了,而且这个能谱很接近一个随机矩阵的能谱。

但是从数学是来讲,这些离散的能谱并不能构成一组完备的基,真正的完备基是连续能谱。有些本征值被去掉了,这些去掉的本征值就对应了null state。在双缝干涉的类比里,这些null state就是相干抵消的态。

因为长度算符在连续能谱的基下是良好的定义的,在离散能谱下就不是好定义的了,一个原因是它的本征态已经不存在了。因为它的本征态理论上来说需要在连续能谱态的线性组合。由于有些态被去掉了,剩下的离散谱是不足以构成长度算符的本征态的。 所以我们只能重新定义长度算符。
我们可以反过来想这个问题,长度算符的本征态在连续能谱下是可以定义的,我们可以继续使用他们来作为一组基,只不过它现在是一组overcomplete的基,正交归一条件已经不满足了(因为正交归一条件是在连续谱中定义的,在离散谱下就不再满足)。一个简单的定义长度算符的办法就是
\hat{l}=\int dl l|l\rangle\langle l|
可以理解为,我们取了一个对角的近似,也就是只考虑对角元。

在这些假设下,文章计算了长度算符的期望值,发现火墙存在的概率几乎是1/2。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 159,716评论 4 364
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,558评论 1 294
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 109,431评论 0 244
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,127评论 0 209
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,511评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,692评论 1 222
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,915评论 2 313
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,664评论 0 202
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,412评论 1 246
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,616评论 2 245
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,105评论 1 260
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,424评论 2 254
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,098评论 3 238
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,096评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,869评论 0 197
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,748评论 2 276
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,641评论 2 271

推荐阅读更多精彩内容

  • 最近一个比较有趣的问题是有关3维引力的:我们能求解这个引力理论吗?这里的求解并不是解爱因斯坦方程,而是说能不能求出...
    悟空金月饺子阅读 500评论 0 1
  • Emergence of Bulk Physics in AdS/CFT Daniel Harlow 17年的 T...
    悟空金月饺子阅读 827评论 0 5
  • 概念 (1)GWAS: 全称“全基因组关联分析”,使用统计模型找到与性状关联的位点,用于分子标记选择(MAS)或者...
    瓜农小程阅读 75评论 0 1
  • 熵 很多时候都不会想当我们谈论熵的时候究竟在指什么?或者说为什么我们对于熵这么感兴趣呢?如果我们的计算熵这个量,我...
    悟空金月饺子阅读 703评论 0 0
  • 宇宙科学原理 刘伟 宇宙就是计算机,即宇宙计算机。宇宙是一台量子元胞神经网络全息计算机,宇宙是量子计算机,宇宙是...
    真神造物主阅读 1,541评论 0 6