科学家惊世理论:我们的宇宙只是个大投影
发布时间:2013-12-26 浏览次数:

       科学家说,我们的宇宙实际上只是从低维宇宙投射出来的一幅“全像图”而已。宇宙是一张全像图(hologram,或译全息图,即电影《星际大战》中出现的3D投影技术)。一切你可以看到的:包括你正在阅读的这篇文章、以及你正在使用的阅读工具,都只是来自一个巨大的投影。

    这是阿根廷著名理论物理学家胡安•马尔达西那(Juan Maldacena)提出来的观念。他的理论是将宇宙视为薄而振动的“弦”(thin, vibrating strings)。这些“弦”产生了重力。 而“弦”世界(九维空间+时间),实际上只是由低维宇宙投射出来的一幅“全像图”而已。低维宇宙本身更简单、更平坦,而且没有重力。

    南安普敦大学数学物理学教授史坎德瑞斯(Kostas Skenderis)用信用卡的“全像图”来简单描述“宇宙全像论原理”:就像信用卡上的安全晶片。它是二维的表面,当中却包含所有需要用三维物件来描述的资讯。我们的宇宙情形正是如此。

    他说:“类似普通全像图,在一个二维表面上对三维形象进行编码,就像信用卡上的全像图一样。但现在是整个宇宙以这样的方式被编码。” 本质上来说,就是关于某个空间里某样东西(例如一个人或一颗流星)的资讯,可能隐藏在一个扁平的、“真正宇宙”的某个深处。

    以黑洞为例,所有跌入黑洞的物件都会被完全的包载在“表面波动”(surface fluctuations)上。这意味着这些物件几乎是以“记忆”或“数据片断”的形式储存着,而非以实质的形式存在,就像是把电脑的“记忆”储存在晶片上。

    在更广的意义上,“宇宙全像论”认为,整个宇宙简单来说,就是我们自信所居住的宇宙,其实是一个“从2D宇宙放送出来的3D投影”。

    这个大胆的理论提供了一个方法,让热门却仍未经证实的“弦论”立于坚实的基础上,更解决了量子力学跟爱因斯坦的重力理论之间明显的不一致。马尔达西那的构想或多或少被认定是事实,但一直未获到严谨的测试证实。然而,一个最近完成数学模型,暗示了马尔达西那可能是对的。 著名的《自然》(Nature)杂志周三(11日)报导,日本茨城大学的百武庆文教授提出了让人信服的数学证据,说明我们知道的宇宙,实际上是一个较低维宇宙的投影。

    日本研究人员使用“弦论”预测和其他因素进行了两个计算。一个计算展示低维宇宙的内能(internal energy,物体或若干物体构成的系统内部、一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和),另一计算展示黑洞的内能及黑洞相关的其他属性。二种计算竟然相符。

    史丹福大学的理论物理学家萨斯坎德(Leonard Susskind)对《自然》杂志说:“也许是第一次,他们的计算确认了某些我们认定是真的,但仍为猜想的东西,即某些黑洞的热力学可以在低维宇宙中再现。” 马尔达西那告诉《自然》,百武的发现测试了宇宙的对偶本质。虽然日本研究人员的两个计算并没有模拟我们的宇宙,但马尔达西那解释说,两者显示出的相似性显示,我们的宇宙可能同样可以关联到一个较低维宇宙。