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블랙홀의 경계면인 수평선상의 복잡성

전문가 제언: Stanford대학 이론물리학자인 L. Susskind는 오랫동안 양자역학을 Einstein의 중력장 이론인 상대성이론과 통합하는 연구리더였다. 통일장이론 탐구는 초끈이론(superstring theory)이나 3차원 우주는 실제로 2차원 홀로그램 이라는 개념과 같은 반직관적 아이디어를 제창하게 만들었다. 그러나 그는 현재 계산복잡성(computational complexity)으로 알려진 컴퓨터과학 분야에서 발견할 수 있는 ‘모든 것의 신비이론’의 핵심인 새롭고 이상한 아이디어를 논하는 연구그룹의 일원이다. 계산복잡성은 알고리즘을 시행하기 위해 얼마나 많은 논리적 단계가 필요한지와 같은 실제적 문제에 기반을 두고 있다. 만일 접근법이 맞는다면 최근 그 분야에서 히트 칠 이해할 수 없는 이론적 난제를 해결할 수 있다고 Susskind는 말한다. 즉 블랙홀 방화벽 패러독스와 같이 양자역학이나 일반상대성이론이 틀린다는 것을 의미하는 것이다. 계산복잡성은 정보에 기초한 아이디어를 사용하여 두 분야 과학을 통일하는 전혀 새로운 방법을 이론학자에게 제공할 것이다.

40년 전 영국 Cambridge대학 물리학자 Stephen Hawking은 양자효과가 광자와 입자를 완전히 증발할 때까지 방출하는 블랙홀을 만든다는 사실을 발견했다. 다른 연구자들은 이런 사실에 대해 반론을 제기할 것으로 지적했다. 양자역학에 의하면 방출되는 복사는 블랙홀에 떨어진 모든 것의 정보를 가져야하며, 떨어져 들어온 물질은 블랙홀의 사건수평선(event horizon)을 통한 같은 정보를 갖게 된다. 여기서 사건수평선은 블랙홀의 중력이 너무 강하여 빛까지도 탈출할 수 없는 블랙홀의 경계이다. 이런 2가지 흐름은 양자정보의 완전한 복사는 불가능하다는 복제불가이론으로 알려진 양자역학의 핵심법칙을 위반할 수 있다.

저자: AMANDA GEFTER
자료유형: 연구단신