作者:英格丽德·法德利
(同organic)有机 带世界尽头膜的带电黑洞的彭罗斯图
膜在黑洞视界外膨胀并回落,切除了左渐近区的一部分:蓝色阴影区不是几何图形的一部分
双重CFT位于右渐近边界
信用:安东尼尼& amp打麻器
反德西特/共形场论(AdS/CFT)对应,也被称为规范/引力对偶,假设两种类型的物理理论之间存在关系,即AdS时空中的引力理论和CFTs
在过去的几十年里,规范/重力二元结构已被广泛应用于科学研究领域
例如,一些研究人员试图利用AdS/CFT推进重力的全量子理论的发展
马里兰大学的一组研究人员最近探索了宇宙学研究中这一理论构建的潜力
在《自然物理学》上发表的一篇论文中,他们展示了如何通过结合AdS/CFT元素,在微观上实现以前提出的宇宙模型
“我们的工作是建立在两个想法的交叉点上,”进行这项研究的研究人员之一斯特凡诺·安东尼尼告诉《物理》杂志
(同organic)有机
“第一个是AdS/CFT对应关系,这是量子引力理论最受研究的框架之一
" AdS/CFT基本上建立了渐近AdS时空中的引力理论与一个不考虑引力且少了一个维度的CFT的关系
安东尼尼和他的同事布莱恩·斯旺格问自己,是否有可能用这个理论构造来描述宇宙的演化,这个理论构造目前主要应用于其他研究课题
安东尼尼解释说:“当试图回答这个问题时,第二个想法开始发挥作用:兰德尔-桑德鲁姆模型及其推广提出,我们的四维宇宙可能是嵌入在5维渐近AdS时空中的四维膜。”
研究人员的研究建立在斯威格尔和其他研究人员在斯普林格·林克的《高能物理杂志》上发表的一篇论文中提出的想法基础上
这项过去的研究探索了某些高能全息CFT态对应于黑洞微观状态的可能性,黑洞微观状态具有终止于世界尽头(ETW)膜的特殊结构
薄膜上“捕获”的重力模式的波函数,作为乌龟坐标的函数
膜位置的尖峰(右下角插图)表明重力很好地定位在膜上
黑洞视界附近的振荡行为(左上插图)揭示了引力局域化只是局部的,俘获模式具有有限的寿命
信用:安东尼尼& amp打麻器
在弦理论和其他相关的物理理论中,膜是一种根据量子力学定律可以在时空中传播的动态物体
在他们的新论文中,研究人员希望找到一种在AdS/ CFT通信中研究Randall-Sundrum bra neworld的方法,通过显示特定CFT态的存在,这些态是带电黑洞几何的对偶,涉及生活在第二渐近区域的“世界末日”brane,它从黑洞视界中出现并回落
安东尼尼说:“众所周知,在一个5维AdS黑洞时空中,一个4维膜的运动看起来就像是一个4维FLRW宇宙向一个‘生活在膜上’的观察者的演变,这个观察者和我们一样,并不知道第五维度的存在。”
“然而,要使brane-world模型有意义,这样的观测者还必须有效地将引力视为四维的,就像最初的Randall-Sundrum模型那样
然而,在存在大黑洞的情况下,这种“重力定位”现象特别难以获得
" 安东尼尼和他的同事提出的模型表明,在适当的条件下,在进化过程的一部分,一个膜远离黑洞视界,移动缓慢
研究人员表明,在这种特殊的情况下,重力扰动仍然局限于膜
这是因为扰动被负δ势“捕获”,该负δ势是由膜所处位置的诺依曼边界条件产生的
换句话说,在这种情况下,假设的四维观测者会将重力解释为四维的,只要他们不试图探测非常大的空间尺度
“这项工作有两个主要成就,”安东尼尼说
“首先,它显示了带电黑洞微观状态的存在,这允许全息双重描述,同时包括一个世界尽头的膜,它位于离黑洞视界足够远的地方,可能支持重力定位
其次,我们发现引力确实是局部地局限在这样的膜世界上
" 安东尼尼和斯旺格尔提出的想法最终可能为描述量子宇宙学现象和在量子计算机上模拟这些现象开辟新的可能性
虽然到目前为止,研究人员只制作了一个他们理论的玩具模型,在它能有效地应用于宇宙学问题之前,还需要做很多工作,但是他们的工作引入了一种新的方法来研究AdS/CFT对应关系中的宇宙学,从而研究宇宙中的量子引力
安东尼尼说:“我们现在正在探索在带电SYK模型的背景下明确实现我们的构造的可能性,该模型是简单的1+1维引力模型的对偶。”
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