Holographisches Prinzip

Ich beziehe mich auf ein Video von Prof.Gaßner.
Wenn die Apfelsine den Ereignishorizont eines schwarzen Loches überschreitet,vergrößert sich der Ereignishorizont um das
Masseäquivalent der Apfelsine und die Information wird dort holografisch gespeichert.Wenn jetzt ein absolut masseidentischer
Apfel den Ereignishorizont überschreitet und diese Information ebenfalls holographisch gespeichert wird, kann bei den gespeicherten
Informationen weiterhin zwischen Apfel und Apfelsine unterschieden werden?Denn das ist doch eine rein intrinsische Eigenschaft
der beiden identischen Massen,evtl vergleichbar mit einem Spin.Oder welchen Denkfehler mache ich hier.
Über eine Antwort würde ich mich freuen
docrider

 

Ja, so ist zumindest die Idee. Die Speicherung erfolgt in Einheiten der Planckmasse bzw in Planckquadraten auf der Oberfläche (Ereignishorizont) des SL Das könnte man sich als Schwingungen vorstellen.

Das mit den Planckquadraten verstehe ich und auch die Speicherung in Form von Schwingungen ist für mich 
nachvollziehbar.Aber ist denn  auch weiterhin die Unterscheidung zwischen Apfel und Apfelsine möglich oder werden nur die masseaequivalente gespeichert ?

Die Quantenzahlen der beteiligten Elementarteilchen müssen erhalten bleiben, sofern sie nicht fusionieren können, wovon nichts bekannt ist. Von daher ist ein Bit pro Planckmasse ein bisschen wenig. Aber das ist ja auch nur eine Hausnummer. Ein einzelnes Elektron oder Proton hätte ja einen viel geringeren Flächenzuwachs und ein Photon kann beliebig wenig Energie tragen.

schrieb:

also wird behauptet das sie auf dem Ereignishorizont gespeichert wird ohne irgendeine physikalische Theorie dafür zu haben.
 

Das wird nicht behauptet, sondern das ist eine Modellvorstellung.

Vielleicht ist der Begriff der Information schwammig. Als Information verstehe ich einen String von Bits in der richtigen Reihenfolge, die Information über den den Apfel enthält. Ohne diese Info kann ich nicht erklären, was ein Apfel ist. Wenn diese Bits sich irgendwo vermischt mit anderen Bits aufhalten, sind die Bits zwar vorhanden, aber die Information "Apfel" ist doch verloren? Der ganze Bitstring müsste ja erhalten bleiben. Dann müsste dieser noch ein Label tragen: "APFEL".Auch die Aussage, wonach Information nicht verloren gehen kann, finde ich komisch. In meiner Laufbahn als Informatiker habe ich… lassen wir das.Kann denn Information auch nicht entstehen? Wie Energie, Drehimpuls?In Wiki habe ich keine mir verständliche Definition von Information gefunden, in der Quantenphysik kenne ich mich auch nicht aus. 

relham schrieb:

Die Information "Apfel" ist doch verloren? Der ganze Bitstring müsste ja erhalten bleiben. Dann müsste dieser noch ein Label tragen: "APFEL".

Dann musst du nach Zeitumkehrinvarianz googeln, dass du den Apfel bereits verdaut und die Toilette hinuntergespült hast heißt noch lange nicht dass die Information darüber dass das ein Apfel war verlorengegangen ist, unabhängig davon ob es immer noch ein Apfel ist.

relham schrieb:

In meiner Laufbahn als Informatiker habe ich… lassen wir das.

Da ging es nur um praktische Limitationen, nicht um prinzipielle. In meiner Laufbahn als Radfahrer habe ich auch noch nie die Lichtgeschwindigkeit erreicht, was nicht heißt dass es sie nicht gibt.

Vielen Dank für die Antworten.aber viel schlauer bin ich nicht .die holographische Speicherung, wenn es denn so 
stattfindet, macht nur sinn ,wenn auch die gesamte Information auch wieder herstellbar ist. Also  betrachte ich es zunächst also ein unvollständiges gedankenexperiment. 

docrider schrieb:

Die holographische Speicherung, wenn es denn so stattfindet, macht nur sinn ,wenn auch die gesamte Information auch wieder herstellbar ist.

Im holografischen Prinzip wird die Information über die Hawkingstrahlung wieder zurückgegeben.

docrider schrieb:

Also  betrachte ich es zunächst also ein unvollständiges gedankenexperiment. 

Das ist es zwar aus anderen Gründen, aber deine Einwände lassen sich mit einem Klick auf Google entkräften.

Es mag sein, dass die Hawkingstrahlung die Information wieder abgibt, aber wie vollständig ist die Information. Die Masse plus die Eigenschaft Apfel oder Apfelsine auch?

docrider schrieb:

Es mag sein, dass die Hawkingstrahlung die Information wieder abgibt, aber wie vollständig ist die Information. Die Masse plus die Eigenschaft Apfel oder Apfelsine auch?

Ganz normal so wie bei allem was verbrannt, explodiert oder pulverisiert wurde: so dass bei zeitlicher Spiegelung wieder ein Apfel beim weißen Loch herausgeflogen käme so wie er ursprünglich ins schwarze Loch hineingeflogen ist. Die Hawkingstrahlung selber kommt natürlich nicht als Apfel heraus, denn die fliegt in der Zeit nach vorne, aber das ist auch nicht anders wie wenn die Wärme und die Asche die beim herkömmlichen Verbrennen entstehen würden etwas anderes als der ursprüngliche Apfel wären. Ob das holografische Prinzip was taugt steht aber in einem anderen Kapitel, denn 1) setzt es die Stringtheorie voraus, und 2) steht schon die Hawkingstrahlung selbst auf einem wackeligen Fundament.

 

schrieb:

Auch das Argument der Zeitumkehr ist nicht gültig.
Zum einen die Unbestimmtheitsrelation, zum anderen die Interaktion mit den virtuellen Teilchen

Das ist schon richtig, doch die UR hat in der Regel keinen effektiven Einfluss auf die makroskopische Welt.

schrieb:

Diese Definition wirst du auch nirgends finden.Elementarteilchen sind ununterscheidbar und tragen keine versteckten variablen.

Da hast Du die Rechnung ohne den Wirt gemacht. Natürlich kann man sagen, was die Information ist.
Ganz allgemein ist es
Eta = exp.(S/kB) = lb.(1/p)
p Wahrscheinlichkeit
Bei Shannon ist es das Maß der Unkenntnis
H = lb.(Ω)
Bei Boltzmann ist es die mikrokanonische Zustandssumme
Ω = Zs = N!/Π.(2i-1)
und seine bekannte Formel S = k log W
S = kB·ln.Ω

Beim holografischen Prinzip geht es aber um eine andere Art von Information und zwar nicht die über ein System, sondern die über die einzelnen Teilchen, Diese Information ergibt sich aus den Quantenzahlen (Masse, Teilchenart, Spin etc) sowie Impuls, Energie etc. Ladung, Drehimpuls, Impuls und Energie werden zB unmittelbar auf das SL übertragen.

Soweit ich es verstehe, soll das holografische Prinzip auch erklären, wieso diese Größen außerhalb des SL sichtbar sind, obwohl sie sich ja innerhalb des rs befinden müssten.

scilogs.spektrum.de/die-natur-der-naturw...griff-in-der-physik/
der Begründer der Informationstheorie, Claude Shannon, der 1948 in seiner Arbeit „A Mathematical Theory of Communication“ den Begriff der Information so präzisiert hat, dass er zu einer messbaren Größe wurde, hat sich von dem Begriff der Entropie stark inspirieren lassen. Und ausschlaggebend dabei war genau der Aspekt der Entropie, der oben erwähnt wurde, nämlich, dass die Entropie ein Maß ist für die Anzahl der Mikrozustände bei gegebenem Makrozustand. 

Hier wiki allerdings in anderem Zusammenhang
de.wikipedia.org/wiki/CBH-Theorem#Information_als_physikalische Größe

Hallo!
Wir sprachen darüber, im alten Forum (vielleicht gibt es noch Daten?); von Gerard 't Hooft und später von Leonard Susskind und Anderen weiterentwickelt. HP besagt, dass Informationen über ein bestimmtes Volumen des Raumes auf seiner Begrenzung, also auf einer 2D Oberfläche, kodiert sind. (Diese Idee wurde ursprünglich im Rahmen der Erforschung von SL entwickelt).In der Astrophysik und Kosmologie wird das holographische Prinzip oft in Verbindung mit der QG und der Stringtheorie (ST) diskutiert. Es wird angenommen, dass der Raum auf sehr kleinen Skalen "quantenverschachtelt" ist, was bedeutet, dass die Informationen über den Raum in einer reduzierten Dimension kodiert sind.Eine (der so beliebten, haha) Analogien, um das holographische Prinzip zu erklären, ist das Konzept eines Hologramms. In einem Hologramm wird ein 3D Bild auf einer 2D Oberfläche erzeugt. Das soll verbildlichen, dass die Informationen über den Raum in einer niedrigeren Dimension, beispielsweise auf der Oberfläche eines SL, kodiert sind.Interessant, es bleibt jedoch ein theoretisches Konzept, und seine vollständige Bedeutung und Konsequenzen sind noch nicht vollständig verstanden.

Das Video sah ich nicht.

Liebe Grüße, Mondlicht

Ich möchte mich beim Forum für die vielen Antworten auf meine ursprünglich gestellte Frage bedanken. 
es ist anscheinend doch noch sehr vieles im unklaren 
gruss docrider 
 

Hi docrider,

Schau mal, was Prof. Dijkgraaf, der bis zum 30. Juni 2022 Direktor des Institute for Advanced Study in Princeton, USA war zur mathematischen Idee eines holographischen Universum zu sagen hat,  hier anklicken.

Mit besten Grüßen und Wünschen,
UN73

docrider schrieb:

Ich möchte mich beim Forum für die vielen Antworten auf meine ursprünglich gestellte Frage bedanken. 
es ist anscheinend doch noch sehr vieles im unklaren 
gruss docrider 
 

Das wird auch leider so bleiben. Das Problem ist, dass wir solche Vorgänge auf absehbare Zeit nicht messen können werden. Auch z.B. die Hawking-Strahlung kann derzeit nicht gemessen werden.

Bei schwarzen Löchern spielen neben der Allgemeinen Relativitätstheorie auch Aspekte der Quantenmechanik eine Rolle. Dafür haben wir derzeit keine theoretischen Grundlagen.

Die Diskussion um die Eingangsfrage scheint beendet zu sein.

Da mich das Thema interessiert hat, wollte ich aber noch einen Aspekt anfügen, der hier nicht erwähnt wurde. So wie ich das verstanden habe, ist das Holografische Prinzip eine Theorie, die es z.B. im Fall des Ereignishorizonts gestattet, sich die im SL vorhandene Information als auf dem Horizont des SL untergebracht zu denken. (Wenn man sich den Zusammenhang zwischen der im SL enthaltenen Materie zum Radius des SL bzw. seiner Oberfläche betrachtet, scheint das denkbar).

Aber bitte: das ist doch ein Äquivalenzprinzip - es ist doch nicht gesagt, daß die Information tatsächlich auf dem Ereignishorizont kodiert ist, man kann so rechnen als ob und die Rechnung wird aufgehen, die Information kann doch trotzdem physikalisch im Raumvolumen des SL gehalten sein. So wie ich das verstanden habe, kann man das holografische Prinzip auf jedes Kugelvolumen anwenden, nicht nur auf schwarze Löcher. Dann wird auch klar, daß die Information nicht auf Rand der Kugel gespeichert sein muß, man kann aber so rechnen als ob, wenn man das braucht.

Soweit meine zwei Pfennig dazu, ich kann auch total falsch liegen, bitte korrigiert mich, die Schwarmintelligenz hat das letzte Wort
 

Zeitblick schrieb:

Aber bitte: das ist doch ein Äquivalenzprinzip - es ist doch nicht gesagt, daß die Information tatsächlich auf dem Ereignishorizont kodiert ist, man kann so rechnen als ob
 

Das ist schon richtig, Der Witz dabei ist, dass das Informationsparadoxon behoben wird, weil die Information dann nicht mehr hinter dem Ereignishorizont verschwindet.

schrieb:

Das widerspricht aber der Behauptung das der Raumfahrer der den Ereignishorizont überschreitet nichts davon merkt.




 

Das könnte daran liegen, dass diese Behauptung falsch wäre.

Grundsätzlich spricht zwar auch nichts dagegen, dass die Information lediglich kopiert wird.

Die Lösung könnte auch darin liegen, dass kein Teilchen den rs in endlicher Koordinatenzeit t→∞ erreicht. Das Teilchen (in Eigenzeit τ→0) merkt davon gar nichts.

Rainer Raisch schrieb:

Die Lösung könnte auch darin liegen, dass kein Teilchen den rs in endlicher Koordinatenzeit t→∞ erreicht. Das Teilchen (in Eigenzeit τ→0) merkt davon gar nichts.

 

Na, aber selbst wenn das Teilchen auch nur in der Nähe zum rs "zu liegen kommt" wird es dennoch in endlicher Zeit vom Ereignishorizont verschluckt werden, alleine dadurch, daß das SL wächst, und SL wachsen in für uns beobachtbar endlichen Zeiten, siehe Verschmelzung schwarzer Löcher.

Aber hier noch ein anderer Gedanke zum Thema: die Aussage, Information kann nicht einfach verloren gehen, wenn Materie in ein SL eintritt, und die Frage, wo man die Information der in ein SL gefallenen Apfelsine wiederfindet. Wenn ich als Beispiel das Experiment mit einer Luft-gefüllten Kammer nehme, die mit einer luftleeren Kammer verbunden wird, bei dem sich das Gas in beiden Kammern so ausdehnt, daß sich nach einer gewissen Zeit nach thermodynamischen Ausgleichsprozessen ein Gleichgewicht einstellt, so hat man hinterher einen Zustand erreicht, der weniger Information enthält als vorher. Das ist doch bei einer in ein SL hineinfallenden Apfelsine nicht anders: warum sollten wir erwarten, daß sie dort nicht ein ähnliches Schicksal erwartet wie z.B. auf der Oberfläche eines Neutronensterns oder einen Quarksterns, bei dem die Bestandteile aus denen sie besteht gezwungen werden, einen Zustand ähnlich eines makroskopischen Quantenobjektes einzunehmen, wo die Bestandteile aus denen sie bestand voneinander ununterscheidbar werden. Dabei muß zwangsläufig Information in irgend etwas anderes umgewandelt werden, denn hierbei geht sie ganz sicher verloren.

Was sagt ihr dazu.