Konceptritning av de Sitters konforma fältteori. Kredit:Kyoto Uinversity / Tadashi Takayanagi
Vår förståelse av universum kanske inte expanderar lika mycket som universum självt. I vissa fall kan våra teorier om kosmisk inflation kännas som om de håller på att tömmas i ett svart hål.
Svarta hål kan dock vara den exakta analogin som behövs för att matematiskt approximera universums expansion. Detta kan kräva lite tänkande utanför boxen, eller i det här fallet under ett mikroskop.
Nu kommer från Kyoto-universitetets Yukawa Institute for Theoretical Physics ett nytt tillvägagångssätt som använder den holografiska principen för att beskriva det expanderande universum i Sitter-rymden, vilket är en approximation av vårt nuvarande universum.
Hologram kan frammana bilder av interstellära videosamtal i sci-fi-filmer, men för teoretiska fysiker kan de också vara matematiska, mikroskopiska modeller som kodar högre dimensionell information på lägre dimensionella ytor. Med entropifyllda svarta hål hävdar forskare att information som kodas på händelsehorisonten är proportionell mot ytan, inte till volymen som i euklidisk geometri.
"För att bättre förstå händelserna efter Big Bang behöver vi en konsekvent teori om kvantgravitation, och de Sitter-universumet ger en lösning på Einsteins allmänna relativitetsekvation med en positiv kosmologisk konstant", säger författaren Tadashi Takayanagi.
Denna modell, som utesluter gravitation, beskriver en tvådimensionell ram som approximerar expansionen av vårt tredimensionella universum, vilket gör det möjligt för författarna att identifiera det första exemplet på tvådimensionell konform fältteori eller CFT som vanligtvis använder ett positivt heltal för den kosmologiska konstanten .
"En speciell egenskap hos vår föreslagna modell är att använda en negativ kosmologisk konstant för att ta hänsyn till gravitationen på anti-de Sitter-rymden", tillägger Takayanagi, "och framhäver därmed vikten av den holografiska principen för de Sitter gravitationen."
Medan holografi för anti-de Sitter rymden först föreslogs 1997, visade resultaten från beräkningsmodellen att grundläggande kvantiteter överensstämde mellan klassisk Einstein gravitation och CFT.
Författaren avslutar, "Kvantinformationsteori har spelat en viktig roll i svarta håls fysik, och höjt förväntningarna på en djupare förståelse av rum-tidsstrukturen i ett högre dimensionellt universum."
Studien publiceras i Physical Review Letters . + Utforska vidare
