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我们的宇宙可能来自高维宇宙中的黑洞

2018-05-17
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Perimeter Institute的理论物理学家提出的新研究提出,我们的宇宙可能已经从高维宇宙中的黑洞中浮现出来。 /

大爆炸带来了一个很大的问题:如果这确实是137亿年前爆炸我们的宇宙的灾难,那么是什么引发了这个问题呢?

三大研究所的研究人员对大爆炸之前可能发生的事情有了新的想法。这有点令人困惑,但它建立在完善的数学基础之上,是可测试的,并且有足够的吸引力来获得科学美国人的封面故事,被称为“开始时的黑洞”。

他们认为,我们认为大爆炸可能是宇宙中一颗坍塌恒星的三维“海市蜃楼”,与我们自己的宇宙截然不同。

“宇宙学最大的挑战是理解大爆炸本身”,写周长学院副教授Niayesh Afshordi,联盟成员和滑铁卢大学教授罗伯特曼恩和博士生Razieh Pourhasan。

传统的理解认为,大爆炸开始时有一个奇点 - 一个物理学的标准定律发生故障的时空高温而密集的现象。奇点是奇怪的,我们对它们的理解是有限的。

“所有物理学家都知道,龙可能是从奇点出发的,”Afshordi在接受Nature采访时说。

正如作者所看到的那样,问题在于宇宙大爆炸假说中有我们相对易于理解,统一和可预测的宇宙,这些宇宙是由物理学破坏奇点的疯狂所引起的。这似乎不太可能。

所以也许发生了其他事情。也许我们的宇宙从来就不是单一的。

他们的建议:我们已知的宇宙可能是围绕四维黑洞事件视界的三维“包裹”。在这种情况下,当四维宇宙中的恒星坍缩成黑洞时,我们的宇宙爆发了。

在我们的三维宇宙中,黑洞具有二维事件视界 - 也就是说,它们被标记为“不归点”的二维边界包围。在四维宇宙的情况下,黑色洞将会有一个三维的事件视界。

在他们提出的情景中,我们的宇宙从来不在奇点之内;相反,它出现在事件视界之外,避免了奇点。它起源于并保持 - 仅仅是四维恒星内部崩溃的一个特征。

研究人员强调,尽管这个想法听起来“荒谬”,却坚定地用现代最好的数学来描述空间和时间。具体来说,他们已经使用全息术的工具来“把大爆炸变成宇宙幻境”。一路上,他们的模型似乎解决了长期存在的宇宙谜题,并且 - 关键 - 产生了可测试的预测。

当然,我们的直觉往往会反思这样一个想法,即我们所知道的每一件事和每个人都是从单个四维黑洞的事件视界出现的。我们没有关于四维宇宙可能是什么样子的概念。我们不知道一个四维的“父母”宇宙本身是如何形成的。

但研究人员认为,我们的易犯错误的人类直觉演变为一个三维世界,可能只会揭示现实的阴影。

他们画出与柏拉图洞穴平行的画面,囚犯们只能看到洞穴壁上发生火灾时闪烁的阴影。

他们写道:“他们的枷锁阻止他们感知真实世界,这是一个额外维度的领域。 “柏拉图的囚犯并不了解太阳背后的力量,就像我们不了解四维散体宇宙一样。但至少他们知道在哪里寻找答案。“

PDF研究副本:走出白洞:大爆炸的全息起源

更多信息:

“开始时的黑洞” 科学美国人 / “是否有超黑洞产生宇宙?” 自然 /

来源:Perimeter理论物理研究所

图片:Victor De Schwanberg / Science Photo Library的艺术家印象