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四维空间可以看到三维空间吗(三维空间人类)

admin 12-02 20:32 249次浏览

宇宙是全息图像吗?

成就之门,阿尔维斯

全息图像是通过在二维平面上印刷三维信息而制成的。如果我们改变观察的角度,他们的形象就会改变。当前宇宙学中有很多观点认为,我们之所以认为空间中只有三个维度,是因为我们只能感知这三个维度,但实际上宇宙中有更多的维度。还有一种更奇妙的可能,我们实际上是从一个特定的角度看到了来自高维宇宙的投影。

我们可能都见过平面全息图像,但大多数人不知道这些图像是如何制作的。这背后的科学知识是奇妙的。

实验室全息图像制作装置。维基共享空间

摄影的原理很简单。光从物体发出或反射后,通过透镜记录在平面上。这个原理不仅适用于摄影,也适用于人眼的工作方式。光线被眼球聚焦后,转化为生物信号,被大脑感知并生成图像。

然而,如果使用特殊的光敏剂和相干光源(如激光),我们可以制作一个包含所有光场的图像,即全息图像。可以记录对象的密度、纹理和透明度的变化。这种平面图像将显示在适当的照明下,在特定视角下可以收集到的所有三维信息。最奇妙的是,我们在各个视角都能看到这种展示效果。当我们把它印在金属底片上时,我们可以得到一个普通的全息图像。

我们的宇宙有三个可感知的空间维度。但是它有更多的维度吗?就像常见的全息图像是在二维平面上编码的三维信息一样,我们的三维宇宙有没有可能是更基础的、四维的或者更高维的现实编码?其实这种可能性是存在的,但同时我们也必须明白,这种可能性是有限的。

它是宇宙全息图像的想法来自弦理论。弦理论的基础来自一个假设——弦模型。弦的概念用来解释质子、中子等强相互作用力和其他重子(如介子)的内部结构。它做出了许多无法通过实验验证的违反直觉的预测,比如有一个自旋为2的粒子的预测。但也承认,在接近普朗克尺度的能量标准上,弦理论框架可以统一已知的基本力和引力。弦理论的一个特点(也可以认为是一个很大的漏洞,看你怎么看)就是这个物理理论需要很多额外的维度。因此,最大的问题是,在这个理论中,为什么我们知道只有三维的宇宙有这么多维?而弦理论的哪个版本更合理?

大卫特罗布里奇

或许,很多不同的弦理论模型,其实是对同一基础理论的不同解读,只是视角不同。在数学中,两个相互等价的系统被认为具有“二元”关系,与全息图像相关的最sqddh发现之一是,有时,两个二元系统可以具有不同的维度。让物理学家特别兴奋的是物理学家胡安马尔达西那在1997年提出的AdS/CFT对偶。在这个假想的联系中,我们的三维(加时间)宇宙,可以用量子场论描述基本粒子及其相互作用,与量子引力理论支配的高维时空(反Desit空间)具有二元关系。

存在于体积内部和封闭边界平面之间的AdS/CFT对偶。维基共享空间

到目前为止,在高维空间和低维边界之间发现的对偶关联只能是连续的,也就是说,低维边界的维数只能比高维降低一个。我们仍然不知道弦理论中的十维是如何与我们的三维宇宙产生对偶关系的。二维全息图像只能编码三维信息;我们无法在二维全息图像中编码四维信息,也无法在一维空间中容纳我们的三维宇宙。

地球的全息图像。xlmddy Gill

两个具有二元性和不同维度的空间之所以有趣,还有一个原因。——低维边界表面上的信息少于它所包含的所有空间中的信息。因此,如果我们测量一个事件的表面,它的内部肯定会有更多的事件。发生在高维空间的事件可能与其他位置有关,但不是独立的。这种情况听起来很不正常,但是如果你听说过量子纠缠的概念,你就会明白。测量纠缠系统的一部分可以瞬间告诉你另一部分的信息。全息图像可能与这种奇怪的性质有关。

占星师

二元性不仅是一个数学事实,也是一种迷人的物理可能性。它会让我们对这个宇宙有更深入的了解吗?也许吧。但现在我们不知道需要多长时间,也不知道能否建立起期待已久的常规理论和量子引力之间的联系。但这是一种终极期待。如果宇宙真的是全息影像,那真是一个伟大的启示!

Ethan Siegel/zjdbks翻译

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