德西特共形场论的概念图。图片来源：京都大学/高柳忠志

我们对宇宙的理解可能没有像宇宙本身那样膨胀。在某些情况下，我们关于宇宙暴胀的理论可能会让人感觉好像它们正在泄入黑洞。

然而，黑洞可能是在数学上近似宇宙膨胀所需的精确类比。这可能需要一些开箱即用的思考，或者在这种情况下，在显微镜下。

现在从京都大学的汤川理论物理研究所出现了一种新颖的方法，它使用全息原理来描述de Sitter空间中膨胀的宇宙，这是我们当前宇宙的近似值。

全息图可能会在科幻电影中唤起星际视频通话的图像，但对于理论物理学家来说，它们也可以是数学的微观模型，将高维信息编码到低维表面上。对于充满熵的黑洞，科学家们认为在事件视界上编码的信息与表面积成正比，而不是像欧几里得几何那样与体积成正比。

“为了更好地理解大爆炸后的事件，我们需要一个一致的量子引力理论，而德西特宇宙为爱因斯坦的广义相对论方程提供了一个解决方案，具有正宇宙学常数，”作者Tadashi Takayanagi说。

这个排除了引力的模型描述了一个二维框架，近似于我们三维宇宙的膨胀，使作者能够识别二维共形场论或CFT的第一个例子，该例子通常使用正整数作为宇宙学常数。

“我们提出的模型的一个特点是使用负宇宙学常数来解释反德西特空间的重力，”Takayanagi补充道，“从而强调了全息原理对德西特引力的重要性。

虽然反德西特空间的全息术于1997年首次提出，但计算模型产生的结果表明，经典爱因斯坦引力和CFT之间的基本量是一致的。

作者总结道：“量子信息理论在黑洞物理学中发挥了至关重要的作用，提高了对更高维宇宙时空结构的更深入理解的期望。

该研究发表在《物理评论快报》上。

更多信息：Yasuaki Hikida等人，通过Chern-Simons规范理论在de Sitter Space中的全息摄影，物理评论快报（2022）。DOI： 10.1103/physrevlett.129.041601 ， journals.aps.org/prl/abstract/ ...ysRevLett.129.041601

期刊信息：物理评论快报