黑洞最终将摧毁所有量子态(2)

卢普萨斯卡说，这些观察力强的黑洞似乎产生了一种“非常引人注目”的效果，因为它感觉有点深。

黑洞和叠加态

要了解黑洞如何观察宇宙，请从小处着手。考虑经典的双缝实验，其中量子粒子被射向屏障中的两个狭缝。然后通过的那些被另一侧的屏幕检测到。
起初，每个旅行粒子似乎随机出现在屏幕上。但随着更多的粒子通过狭缝，出现了明暗条纹的图案。这种模式表明，每个粒子的行为就像同时穿过两个狭缝的波。这些波段是由波的波峰和波谷共同或相互抵消而产生的——这种现象称为干扰。
现在添加一个探测器来测量粒子通过两个狭缝中的哪一个。明暗条纹的图案将消失。观察行为改变了粒子的状态——它的波状性质完全消失了。物理学家说，探测设备获得的信息将量子可能性“退相干”成一个确定的现实。
重要的是，您的探测器不必靠近狭缝即可确定粒子走的路径。例如，带电粒子发射的远程电场可能具有略有不同的强度，具体取决于它是通过右侧还是左侧狭缝。从远处测量这个场仍然可以让你收集到关于粒子走哪条路径的信息，从而导致退相干。
2021年，Wald、Satishchandran和Danielson正在探索假设的观察者以这种方式收集信息时带来的悖论。他们想象了一个名叫爱丽丝的实验者，他创造了一个叠加态的粒子。稍后，她寻找干涉图案。只有在爱丽丝观察它时，粒子没有与任何外部系统纠缠得太远，才会表现出干涉。
然后是鲍勃，他试图通过测量粒子的远程场来从远处测量粒子的位置。根据因果关系规则，鲍勃不应该能够影响爱丽丝实验的结果，因为当鲍勃的信号到达爱丽丝时，实验应该已经结束。然而，根据量子力学的规则，如果鲍勃确实成功测量了粒子，它就会与他纠缠在一起，爱丽丝就不会看到干涉图案。
三人严格计算出，鲍勃的行为引起的退相干量总是小于爱丽丝发出的辐射自然引起的退相干量（这也与粒子纠缠在一起）。所以鲍勃永远无法对爱丽丝的实验进行退相干，因为她自己已经解干了。尽管这个悖论的早期版本在2018年通过Wald和另一个研究小组的粗略计算得到解决，但丹尼尔森更进一步。
他向他的合作者提出了一个思想实验：“为什么我不能把鲍勃的探测器放在黑洞后面？”在这样的设置中，事件视界外叠加的粒子将发出穿过视界的场，并被另一侧黑洞内的鲍勃检测到。丹尼尔森说，探测器获得了有关粒子的信息，但由于事件视界是一张“单程票”，因此任何信息都无法交叉。“鲍勃无法从黑洞内部影响爱丽丝，所以同样的退相干必须在没有鲍勃的情况下发生，”。黑洞本身必须使叠加态退相干。