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66665天前
宇宙是假的? 如果我说宇宙可能是假的,你信吗?2024年韦伯望远镜拍到了一批不可能存在的星系,NASA看完直接沉默了。我们对宇宙的理解可能从根上就是错的,整个宇宙可能只是某个巨型黑洞的内部。黑洞外面是什么?难道还有另一个宇宙吗? 你现在看到的这张图是詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的深场照片,在这片星海里藏着一个叫阿拉卡南达的星系。科学家们研究后发现,两条完美的悬臂优雅的环绕着中心的致密核球,直径大约3万光年。听起来是不是有点耳熟?没错,它长得几乎和我们的银河系一模一样。 但问题是这个星系不应该存在,因为它太老了。韦伯望远镜看到的这个星系是它100多亿年前的样子,那时候宇宙才刚诞生没多久。按照我们教科书上写的理论,那个时代的星系应该是一团乱糟糟的气体才对。结果你猜怎么着?人家那时候就已经西装革履,仪表堂堂了。 更要命的是阿拉卡南达不是个例,韦伯望远镜越看越心慌。早期宇宙里这种不该存在的成熟星系一抓一大把。这就好比什么?你去挖秦始皇陵,结果挖出来一部iPhone17,你说你慌不慌?整个天文学界现在都有点懵。 不过要理解为什么科学家们这么崩溃,咱们得先聊点基础的东西。你肯定知道引力,东西离得越远引力越弱。太阳拽水星拽的紧,拽冥王星就没那么大劲了。这个道理放到星系里也一样。按理说星系边缘的恒星离中心远,引力弱它们转的应该比较慢才对。 但上世纪70年代,天文学家维拉鲁宾盯着星系看了很久之后,发现事情不对劲了。星系边缘那些恒星转的跟中心的一样快,这就很奇怪了,想象一下你坐在旋转木马的最外圈转那么快,要是没有足够的力拉着你,你早就被甩飞了。 那些星系边缘的恒星也是一样,它们转的那么猛,靠可见物质的引力根本拽不住,但它们就是老老实实待在轨道上,一点要跑的意思都没有。所以科学家们就琢磨是不是有什么看不见的东西在暗中帮忙,于是它们发明了一个词叫暗物质。 这个名字起的很诚实,我们确实不知道它是什么,反正看不见就叫暗的,但它的引力效应实实在在的存在着。据估算暗物质在宇宙物质总量中占了大约27%,而我们能看到的普通物质只占5%左右。换句话说,我们这些年研究来研究去的所有星星、行星、星系加起来还不到宇宙的1/20。 基于暗物质理论,科学家们构建了一套星系形成的标准剧本。大爆炸之后宇宙里飘着氢气和氦气,暗物质先聚堆形成引力陷阱,把气体往里拉,气体被压缩加热冷却瘫缩,最后变成恒星和星系。整个过程应该是
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66661月前
现在让我们回到我们的创世之旅。假设你有两个宇宙,每个宇宙有一个黑洞,这两个宇宙没有任何关联,他们是两个独立的宇宙。现在我们让这两个宇宙通过虫洞联系在一起。当你进入左侧的黑洞后,你就会通过虫洞来到右边的宇宙,此时这两个宇宙之间多出来了一段互联的空间。 但是这个场景还有另一个完全等价的描述,那就是由于这两个宇宙是两个完全不同的宇宙,因此这个场景必然包含两个量子系统。你可以把这两个量子系统想象成两个充满热粒子的球面。如果你把这两个量子系统以某种方式纠缠在一起,你同样能够把这两个宇宙连接在一起。 这也就意味着我们既可以说这两个宇宙是通过虫洞连接在一起,我们也可以说这两个宇宙是通过两个相互纠缠的量子系统连接在一起。并且在量子力学中,量子纠缠是唯一一种能够将两个量子系统连接在一起的方法。因此一个很自然的结论就是量子纠缠创造出了虫洞。 众所周知,虫洞指的是一段狭窄的时空隧道。既然虫洞是通过量子纠缠创造出来的,那么这是否意味着任何互联的时空都是通过量子纠缠创造出来的呢?现在我们把这两个宇宙中的黑洞去掉,并且把宇宙中的所有物质都清理掉,此时宇宙就是一片真空。 在这个量子系统中,左右两侧之间存在大量的量子纠缠。如果你把左右两侧之间的量子纠缠逐渐剪断,此时时空就像一个被撕扯的口香糖一样逐渐分开。如果你继续把上下两侧之间的量子纠缠逐渐剪断,时空会继续被撕成两半,最终一片独立的真空将变成四片独立的真空。 当你把这个过程一直不断的重复下去,真空会变得越来越小,最终时间和空间也将完全消失。此时真空就像变成了一个个独立的像素点,引力也完全消失了。 看到这儿你可能最大的疑惑是为什么把左右两侧之间的量子纠缠剪断,真空就会像口香糖一样被撕成两半呢?答案就是李高流猜想。李高流猜想是全息理论中的一个核心思想,这个猜想之所以非常重要,是因为它让量子纠缠和时空之间的关系变成了一个可以从数学上精确计算的概念。 接下来我会用一分钟时间让你了解这个猜想的全部内容。你目前所看到的是两个宇宙通过虫洞连接在一起,这两个宇宙都是反德西特时空,也就是ADS。左右两侧的圆代表的是这两个宇宙的边界,这两个宇宙边界上都有一个量子系统,并且这两个量子系统遵循的物理学都是共形场论,也就是CFT。 李高流猜想认为左侧圆上的量子系统和右侧圆上的量子系统之间的纠缠程度恰好等于将内部空间一分为二的最短曲线的长度。在这个图中最短的曲线就是虫洞最窄
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