北京時間4月29日消息,據(jù)英國每日郵報報道,我們生活在一個巨大的全息圖里,我們所看到的周圍的一切只是二維表面的一個投影。這是1997年物理學(xué)家胡安?馬爾達(dá)西那(Juan Maldacena)提出的怪異理論,它用方程式證明了這個全息圖的存在,后者部分解釋了宇宙?,F(xiàn)在奧地利的研究人員首次展示了這種奇怪的全息原理其實可以被用于我們宇宙更實際的模型。
我們生活在一個巨大的全息圖里,我們所看到的周圍的一切只是二維表面的一個投影
全息原理表明,和你的信用卡所使用的安全芯片一樣,其實存在一個你無法看到的二維表面。這個表面包含描述三維物體,在這個例子里指得是我們的宇宙,所需要的所有信息。
本質(zhì)上來說,這一原理認(rèn)為包含描述3D物體,例如你讀這篇文章所使用的設(shè)備,數(shù)據(jù)可能隱藏在這個變平、“真實”版本的宇宙的一個區(qū)域里。馬爾達(dá)西得出這一結(jié)論是基于他發(fā)現(xiàn)了對宇宙的數(shù)學(xué)描述需要的維度其實比看起來的更少。
但在此之前,這一原理只在某個所謂的“彎曲的反德西特空間”——也就是具有負(fù)曲率的外來空間里被研究過??茖W(xué)家們在描述三維背景里的引力同時預(yù)測兩維空間維度里的量子粒子時發(fā)現(xiàn)了這些空間。
反德西特空間是負(fù)向彎曲的,在這個空間里任何以直線投擲的物體最終將返回。問題就在于它們與我們宇宙里的空間是不同的。我們的宇宙大體上是扁平的,從天文學(xué)距離上看,它具有正曲率。維也納技術(shù)大學(xué)的科學(xué)家們進(jìn)行的最新研究表明這一全息原理也適用于扁平的時空。
我們的宇宙大體上是扁平的
“胡安?馬爾達(dá)西那提出了一個這樣的觀點,也即彎曲的反德西特空間里的引力理論與具有更少維度空間里的量子場理論相互對應(yīng),” 維也納技術(shù)大學(xué)的丹尼爾?格魯米勒(Daniel Grumiller)這樣說道。
為了測試這一理論,科學(xué)家們花費了三年的時間創(chuàng)造了無需外來空間、生活在一個扁平空間的引力方程式?!叭绻馄娇臻g的量子引力允許了標(biāo)準(zhǔn)量子理論的全息描述,那么它一定有物理量,后者可以通過這兩種理論計算出來,且結(jié)果也一定保持一致。” 格魯米勒說道。
它們表示量子力學(xué)的一個重要特性量子糾纏似乎出現(xiàn)在我們宇宙更實際的模型里。當(dāng)量子粒子相互糾纏時,它們無法被單獨描述。它們會形成一個單一的量子物體,即使它們相距甚遠(yuǎn)。在量子系統(tǒng)里,可以用所謂的“糾纏熵”來測量這種糾纏程度。
研究小組展示了這種糾纏在扁平的量子引力模型里和在低緯度的量子場理論里的值是相同的?!斑@一計算證實了我們的假設(shè),也即全息原理也可以在扁平空間里實現(xiàn),” 維也納技術(shù)大學(xué)的馬克斯?瑞格樂(Max Riegler)這樣說道。“這是我們宇宙里這種相關(guān)性的有效性的證據(jù)?!?/p>
“事實上,我們能夠在引力理論里談?wù)摿孔有畔⒑图m纏熵這一事實本身已經(jīng)非常令人震驚,在幾年前這幾乎是無法想象的。” 格魯米勒補(bǔ)充說道。“現(xiàn)在我們能夠?qū)⒅鳛橐环N工具來測試全息原理的有效性,且這一測試有效,這真是令人不可思議?!?/p>