ER=EPR

1. 개요

ER=EPR은 2013년 레너드 서스킨드와 후안 말다세나가 제안한 가설로, 여행 불가능한 웜홀(아인슈타인-로젠 다리)이 극도로 양자 얽힘된 두 블랙홀의 쌍과 같다는 내용을 담고 있다. EPR은 아인슈타인-포돌스키-로젠 역설을 의미하며, AdS/CFT 대응성을 통해 양자 얽힘을 아인슈타인-로젠 다리로 구현하여 가설에 대한 간접적인 근거를 제시했다. ER=EPR은 AMPS 파이어월 문제 해결에 대한 해결책으로 제시되었으며, 시공간과 중력의 기하학이 얽힘에 의해 결정된다는 추론으로 확장된다. 하지만 양자역학의 선형성과 일치하지 않는다는 문제점도 존재한다.

1. 1. 제안자

레너드 서스킨드와 후안 말다세나가 2013년에 ER=EPR을 제안하였다.^[13][3] 이들은 여행 불가능한 웜홀(아인슈타인-로젠 다리 혹은 ER 다리)가 극도로 양자 얽힘이 된 두 블랙홀이라고 주장했다. EPR은 양자 얽힘을 의미하며, 알베르트 아인슈타인, 나탄 로젠,^[4] 보리스 포돌스키의 성에서 따온 것이다.^[5] AdS/CFT 대응성을 이용해 어떤 양자 얽힘을 아인슈타인-로젠 다리로 구현한 것은 ER=EPR에 대한 간접적인 전초적 근거로 볼 수 있다. 아인슈타인과 로젠, 포돌스키의 논문은 1935년에 발표되었지만, 저자들은 이 개념들 사이에 어떤 관련성을 주장하지 않았다.^[2]

1. 2. 핵심 아이디어

ER=EPR은 2013년 레너드 서스킨드와 후안 말다세나가 제안한 가설이다.^[13][3] 이들은 여행이 불가능한 웜홀, 즉 아인슈타인-로젠 다리(ER 다리)가 극도로 양자 얽힘된 두 블랙홀의 쌍과 같다고 주장했다. EPR은 EPR 역설에서 언급된 양자 얽힘을 의미한다.

이 명칭은 웜홀에 관한 첫 번째 논문을 쓴 알베르트 아인슈타인과 나탄 로젠,^[4] 그리고 얽힘에 관한 첫 번째 논문을 쓴 아인슈타인, 보리스 포돌스키, 로젠의 성에서 따온 것이다.^[5] 두 논문은 1935년에 발표되었지만, 저자들은 두 개념 사이에 어떠한 관련성이 있다고 주장하지 않았다.^[2]

AdS/CFT 대응성을 이용해, 어떤 양자 얽힘을 아인슈타인-로젠 다리로 구현함으로써 ER=EPR 가설에 대한 간접적인 근거를 제시하였다.

1. 3. AMPS 방화벽 문제 해결

ER=EPR은 2013년 레너드 서스킨드와 후안 말다세나가 제안하였다.^[13] 그들은 여행불가능한 웜홀(아인슈타인-로젠 다리 혹은 ER 다리)가 극도로 양자 얽힘이 된 두 블랙홀이라고 주장했다. EPR은 아인슈타인-포돌스키-로젠 역설을 뜻한다.

이 추정은 AMPS 파이어월 역설에 대한 해결책으로 제시되었다. 서스킨드와 말다세나는 모든 호킹 입자를 모아 블랙홀로 붕괴될 때까지 뭉개는 것을 상상했다. 그 블랙홀은 얽히게 될 것이고, 따라서 웜홀을 통해 원래의 블랙홀과 연결될 것이다. 이 트릭은 혼란스러운 호킹 입자 덩어리, 즉 블랙홀과 서로 얽혀 있는 역설을 웜홀로 연결된 두 개의 블랙홀로 바꾸었다. 얽힘 과부하는 방지되고 파이어월 문제는 사라진다.^[7]

파이어월의 존재 여부는 다른 먼 블랙홀에 무엇이 던져지느냐에 달려 있지만, 파이어월이 사건의 지평선 안에 있기 때문에 외부의 초광속 신호는 불가능할 것이다.

이 추정은 Mark Van Raamsdonk^[6]의 관찰을 토대로 외삽한 것으로, 비가역적 웜홀인 최대로 확장된 AdS-Schwarzschild 블랙홀은 AdS/CFT 대응을 통해 최대 얽힘 열 등각장 이론 쌍과 이중적이다.

자기장 배경에서 전하를 띤 블랙홀의 쌍 생성은 얽힌 블랙홀로 이어지지만, 윅 회전 후에는 웜홀로 이어진다는 것을 보여줌으로써 그들의 추정을 뒷받침했다.^[13]

이 추정은 양자 역학의 선형성과 불편하게 공존한다. 얽힌 상태는 분리 가능한 상태의 선형 양자 중첩이다. 아마도 분리 가능한 상태는 어떤 웜홀로도 연결되지 않지만, 그러한 상태의 중첩은 웜홀로 연결된다.^[8]

저자들은 이 추정을 더욱 밀어붙여, 보통 블랙홀로 간주되지 않는 입자 쌍, 그리고 서로 다른 질량이나 스핀을 가진 입자 쌍, 또는 반대 전하를 띠지 않는 입자 쌍조차도 플랑크 척도 웜홀로 연결된다고 주장했다.

이 추정은 공간, 시간 및 중력의 기하학이 얽힘에 의해 결정된다는 더 큰 추론으로 이어진다.^[2][9][10]

1. 4. 양자역학과의 관계

레너드 서스킨드와 후안 말다세나가 2013년에 제안한 ER=EPR은 여행 불가능한 웜홀(아인슈타인-로젠 다리)이 극도로 양자 얽힘이 된 두 블랙홀이라는 주장이다.^[13] EPR은 아인슈타인-포돌스키-로젠 역설을 뜻한다.

AdS/CFT 대응성을 이용해 어떤 양자 얽힘을 아인슈타인-로젠 다리로 구현하여 ER=EPR의 전초적 근거를 간접적으로 제시하였다.

1. 5. 얽힘의 일반화

레너드 서스킨드와 후안 말다세나가 2013년에 ER=EPR을 제안했다.^[13] 이들은 여행불가능한 웜홀(아인슈타인-로젠 다리 혹은 ER 다리)이 극도로 양자 얽힘이 된 두 블랙홀이라고 주장했다. EPR은 아인슈타인-포돌스키-로젠 역설을 뜻한다.^[13]

ER=EPR에 대한 간접적인 근거로, AdS/CFT 대응성을 이용해 어떤 양자 얽힘을 아인슈타인-로젠 다리로 구현했다.

1. 6. 시공간과 얽힘

레너드 서스킨드와 후안 말다세나는 2013년 ER=EPR 가설을 제안했다.^[13] 이들은 여행 불가능한 웜홀(아인슈타인-로젠 다리 혹은 ER 다리)이 극도로 양자 얽힘이 된 두 블랙홀이라고 주장했다. EPR은 아인슈타인-포돌스키-로젠 역설을 의미한다. AdS/CFT 대응성을 이용해 어떤 양자 얽힘을 아인슈타인-로젠 다리로 구현한 것은 ER=EPR에 대한 간접적인 근거가 된다.

ER=EPR 가설은 모든 얽힌 입자에 적용될 수 있다는 주장으로 이어진다. 심지어 입자가 블랙홀이 아니고, 다른 질량이나 스핀을 가진 입자의 얽힘이라도 플랑크 단위 웜홀로 묶여있다고 주장한다.

이러한 가정은 시공간, 그리고 중력의 기하학이 얽힘에 의해 결정된다는 더 큰 추론으로 확장된다.^[12][16][17] 이는 양자 중력 이론과도 연관성을 갖는다.

서스킨드와 말다세나는 모든 호킹 입자를 모은 후 그것들이 블랙홀로 붕괴될 때까지 생각했다. 이 블랙홀은 아마 얽혀있을 것이며, 웜홀을 통해 원래 블랙홀과 연결되어 있을 것이다. 이러한 방식으로 얽힘 과부하가 사라지고 방화벽 문제가 해결된다.^[14]

하지만 ER=EPR은 양자역학의 선형성과 잘 맞지 않는다는 문제가 있다. 얽힌 상태는 각각의 상태에 대한 선형 양자 중첩인데, 각각의 상태는 웜홀과 연결되어 있지 않지만, 중첩된 상태의 경우엔 웜홀에 연결되어 있다는 것이다.^[15]

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