【俗说宇宙】宇宙是虚拟的吗？为什么说宇宙可能只是全息投影？

合集 · 俗说宇宙之宇宙系列 (14)

Description

宇宙其实是二维的？我们这个世界只是它的三维投影？ 

[1] D. N. Page, “Information in black hole radiation,” Phys. Rev. Lett. 71, 3743 (1993).
[2] D. Grumiller, R. McNees, and J. Salzer, “Black holes and thermodynamics – The first half century,” arXiv:1402.5127 (2014).
[3] J.-P. Luminet, “The Holographic Universe,” arXiv:1602.07258 (2016).
[4] J. Polchinski, “The Black Hole Information Problem,” arXiv:1609.04036 (2016).
[5] S. Chakraborty and K. Lochan, “Black Holes: Eliminating Information or Illuminating New Physics?” Universe 3, 55 (2017).
[6] K. Behrndt, I. Brunner, and I. Gaida, “AdS₃ Gravity and Conformal Field Theories,” arXiv:hep-th/9806195 (1998).
[7] V. Frolov and D. Fursaev, “Black Hole Entropy in Induced Gravity: Reduction to 2D Quantum Field Theory on the Horizon,” arXiv:hep-th/9806078 (1998).
[8] S. Carlip, “Black Hole Entropy and the Problem of Universality,” arXiv:0807.4192 (2008).
[9] S. Mukherji and S. S. Pal, “Logarithmic Corrections to Black Hole Entropy and AdS/CFT Correspondence,” J. High Energy Phys. 2002, 026 (2002).
[10] T. Takayanagi, “Entanglement entropy and gravity/condensed matter correspondence,” Gen. Relativ. Gravit. 46, 1693 (2014).
[11] V. P. Frolov, D. V. Fursaev, and A. I. Zelnikov, “Statistical Origin of Black Hole Entropy in Induced Gravity,” arXiv:hep-th/9607104 (1996).
[12] P. H. Frampton, “Holographic Principle and the Surface of Last Scatter,” arXiv:1005.2294 (2010).
[13] Y. C. Ong, S. S. Hashemi, R. An, and B. Wang, “Stephani Cosmology: Entropically Viable But Observationally Challenged,” arXiv:1712.02297 (2017).
[14] J. de Boer et al., “Frontiers of Quantum Gravity: shared challenges, converging directions,” arXiv:2207.10618 (2022).
[15] Leonard Susskind. The world as a hologram. Journal of Mathematical Physics. 36(11). 6377–6396 (1995)

Comments

纯空间度规 2026-04-01

我不是全息理论的专家，但是也有一些常识。不知道为什么，所有讲这个的科普都只把话说一半（没有怪up的意思，大环境就这样）：“宇宙的信息可以编码在表面上”，但是从来不把后面一句话补上。一个2维的表面无论如何不可能完全编码3维的信息，这是数学上严格定义，两个空间的正交基数目都不一样，怎么可能完全对偶？有很多人看了觉得不可思议，也有一些直觉强一点的会觉得科学家就是在扯淡，甚至觉得发现了科学家都是大忽悠，变成了民科。科学家当然不是大忽悠，因为还有后半句：“少掉的一维信息用状态演化补上”。粒子散射理论在上世纪已经发展得很成熟了，其中的核心思想就是，碰撞时复杂相互作用的粒子各自在无穷远的过去和无穷远的未来都可以视为简单的、孤立的、自由的粒子。简单说就是用一些数学技巧绕开复杂的散射过程，只用无穷远过去φ_in和无穷远将来φ_out的简单态来计算散射过程。听起来很玄幻，但其实可以做到，方法就是将相互作用能V和自由能H0分开，用V构造演化算符S，然后计算<φ_out|S|φ_in>得到散射振幅。听不懂没关系，用营销号的说法就是物理学家证明了：在无穷远处没有相互作用的“粒子”等于现实中有相互作用的粒子。看出问题了吗？自由粒子当然不可能等于相互作用粒子，两者关联来的关键就是那个算符S。这个S编码了所有相互作用V的信息。这下明白了吧，所谓全息理论或者共形场论，根本不是大家以为的那种：把一个三维空间魔法一样压缩进了二维表面，而是对D维的空间A(体空间，有引力)，构造了一个D-1维的对偶空间B（面空间，无引力），B上的东西沿着少掉的一维（通常称为径向，就像一个球面上的点沿着半径运动一样）移动时，会遵守一个类似于上面S算符的东西（叫RG流）演化，而这个东西编码了引力的信息，所以真正的对偶是B+RG流=A，而不是简单的B=A。如果只是这样这个理论也比较无聊，他的优美之处是考虑时间维度时，A空间和B空间的演化算符一样。具体一点，径向演化算符长得甚至都和散射理论里的戴森级数差不多:Texp(-∫dzH_rad(z))，只不过里面的H_rad非常之复杂。

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