人类生活在二维宇宙中?眼前的一切皆是假象?科学家:已经证实!( 二 )



进入后牛顿时代 , 也就是近代物理学的开端 , 爱因斯坦的广义相对论将引力描述为时空弯曲和时空物质本身的分布状态 , 引力本身是不存在的 。 但是后来量子力学的发展却在几者之间的调和上出现了问题 , 特别是量子物理与传统物理学上的研究 , 以至于后来出现了黑洞信息悖论 。
二维的壳视界引力波的发现让科学家能够进一步看清宇宙的样貌 , 由此可以更好地了解黑洞的作用 。 不过在寻找引力波的过程中 , 德国团队利用GEO600(引力波探测器)搜寻信号时发现了某种难以解释的噪音 。 这种噪音干扰了GEO600的正常工作 , 为了解决这个问题 , 巴达维亚费米实验室的克雷格·霍根为此提出了一个“量子噪声”的假说 。

该假说认为 , 时空必须有一个基本的限制 , 时空连续体的涟漪会被分解成一种“颗粒” , 就像是构成计算机图像上的像素点 。 在他看来 , 这种量子噪声的发现表明整个宇宙只是二维信息结构上的信息三维投影 , 但这个结构位于宇宙的最“边缘”时 , 例如当光从结构上反射并散射到整个宇宙时 , 就会发生投影 。

这个假说在某种程度上可以被黑洞的行为方式所证实 , 例如“霍金辐射” 。
理论上霍金辐射是由于相对论量子相应而释放到黑洞视界之外的热辐射 , 也就是“黑体辐射” 。 霍金辐射降低了黑洞的质量和旋转能量 , 所以黑洞在理论上可以被蒸发 。 正因如此 , 没有通过其他方式获得质量的黑洞会逐渐缩小 , 最终完全消失 , 对于那些非最小黑洞之外的所有黑洞而言 , 这个过程发生的非常缓慢 。

辐射温度与黑洞的质量成反比 , 因此微型黑洞散发出来的黑体辐射会比较大质量的黑洞黑体辐射更大 , 同时消散得更快 。 这是一种纯粹的运动学效应 , 适用于包含事件视界 , 或者局部视界的洛伦兹几何 。
现在 , 我们把以上所有的内容综合起来 , 最后来看看黑洞信息悖论的问题 。

刚才提到的霍金辐射随着量子力学与广义相对论的发展 , 出现一种不可调和的矛盾 。 另外再说明一点 , 霍金认为 , 黑洞辐射的细节与黑洞的初始状态无关 。 但要是这样 , 这将允许物理信息在黑洞中永久消失 , 从而使得许多物理状态(量子态)进化到相同的状态 。

例如当某一物体落入黑洞并通过视界时 , 可以对事件视界中保存的量子信息进行编码 , 以此来揭示有关内部的信息 。 因此 , 黑洞视界里的信息不会被破坏 。
如果是这样 , 有关黑洞内部的信息被编码在其事件视界中 , 那么我们宇宙内部的信息也许就会被编码在宇宙视界中 , 也就是目前可以观测到宇宙极限 , 137亿光年 。

这种全息原理推测在更大范围是相同的所有信息都应该以普朗克长度进行测量 , 这样的时空编码在我们的事件视界中 , 其所有的一切就像是二维内壳的投影 。 从这方面来讲 , 已经能够证实我们实际上是生活在一个二维的视界中 , 并非接触到的真实 。

以上这些研究令人难以置信 , 甚至有种颠覆世界观的感受 , 当然 , 这只是一家之言 。 具体的科学探讨兴许还要等待更长时间的研究 , 那么关于全息宇宙论 , 它现在的情况又如何了呢?
重新思考“真实”世界其实现在关于全息宇宙论的反对声音也有不少 , 部分天文学家认为 , 现在不确定是否有可能存在比普朗克长度更小的长度单位 , 因此全息宇宙原理也许不一定存在 。 但另一种解释认为 , 伽马射线光子的行为与全息原理的预期有所不同 。

另一方面 , 在黑洞信息悖论研究的背后 , 全息宇宙会违背经典物理学和量子物理学中的一个核心准则 , 原则上系统在某一时间点的状态应该决定其在任何其他时间的值 。 因为按照目前的研究 , 当黑洞形成和蒸发时 , 信息会丢失 。 因此按照黑洞信息悖论解释 , 某些情况下 , 失去这种统一性也就意味着违反能量-动量守恒 。

近几年的科学家在量子力学和弦宇宙论中还在不断地探讨各种可能性 , 甚至出现了基于原始悖论的多种扩展 , 并将这些和黑洞蒸发的问题一起研究 。 因此 , 信息悖论仍然处于量子引力的研究中 。

【人类生活在二维宇宙中?眼前的一切皆是假象?科学家:已经证实!】不过我们可以展开一种想象 , 如果世界真的是“二维” , 那么我们又该如何去定义自己生活的一切事物 。

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