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黑洞上的軟毛

史蒂芬·霍金+,馬爾科姆·佩裡+和安德魯·斯特羅明格*

應用數學和理論物理系,數學科學中心,

劍橋大學,劍橋,CB3 0WA,英國

*自然基本定律中心,

哈佛大學,劍橋,MA 02138,美國

摘要

最近已被證明,在所有漸近閔可夫斯基時空的引力論中,BMS超平移對稱意味著無數個守恆律。這些定律要求黑洞攜帶大量軟(即零能量)的超平移的毛。類似地,麥克斯韋場的存在隱含著軟的電磁的毛。本文按照軟引力子或軟光子來詳盡描述黑洞視界上的軟毛,而且證明有關它們量子態的完整信息被儲存在視界未來邊界的全息版上。荷守恆給出擁有不同軟毛而其餘都相同的黑洞的蒸發結果之間的無數個精確關係。我們還進一步論證,物理上可實現的過程無法激起在空間上定域至比普朗克長度更小得多的軟毛,由此推出軟的自由度的有效數目和以普朗克單位度量的視界面積成正比。

註:此文已發表於:Phys.Rev.Lett.116,231301(2016).