阿尔伯特·爱因斯坦在生命的最后几十年希望团结起来他在单一主理论下用现有的电磁模型对引力进行了描述。
这个探索至今仍然困扰着理论物理学家。 我们最好的两个现实模型？ 爱因斯坦的和量子力学定律？ 就像油和水一样互不相容。
无论两者的组合是什么样子，它几乎肯定会揭示宇宙的基础，这与我们想象的任何东西都不同。
一项新发表的数学发现描述了所谓宇宙“全息”模型中引力的出现； 它是由瑞典查尔姆斯理工大学和美国麻省理工学院的一组研究人员发现的。
尽管听起来很奇怪，但它是我们寻求全面理解空间、时间和物质如何从更深层次法则中产生的最佳起点。
“当我们寻求物理学问题的答案时，我们常常也会在数学方面得到新的发现，”说查尔姆斯大学数学家丹尼尔·佩尔森。
“这种相互作用在寻找量子引力时尤其突出——在量子引力中进行实验极其困难。”
尽管它们具有预测从电子跃迁到具有不可思议的精确度、量子物理学和产生于两种截然不同的思想体系。
量子宇宙是块状的，但近距离观察时却很模糊，就像当你把脸按在屏幕上时，像素会模糊成混乱的颜色。
广义相对论依赖于空间和时间的无缝连续体，即使在最小的尺度上观察，它也会以明确的信念响应质量而弯曲。
我们还可以使用其他隐喻来描述宇宙如何运作，每个隐喻都有自己的数学框架，每个隐喻都比上一个更晦涩难懂。
有些涉及添加看不见的维度包裹在令人费解的几何形状中。 研究人员使用的全息原理是一个奇怪的例子，涉及到尺寸离开。
你可以这样想：所有告诉粒子如何推拉在一起的信息都编码在比我们认为我们生活的 3D 空间更类似于平坦表面的东西上，就像你看东西时出现的深度感一样平面全息贴纸。
以这种方式思考物理学是有充分理由的。 嵌入 4D 时空的量子引力很快就会变得极其复杂且无法实现。
如果我们的时空要向后弯曲得足够远以形成一种圆柱体，那么它必然有一个“平坦”的边界。 也正是如此，那些笨拙的量子引力理论在这个边界上也会有相应的理论，更简单的理论跟...共事。
这篇新论文有效地混合了控制粒子及其波以及它们如何在全息环境中场中变换的不同模型，以得出重力的数学等价物，作为这些相互作用的自然结果。
“挑战在于描述重力是如何产生的“突现”现象。 就像日常现象一样？ 例如液体的流动？ 从单个液滴的混沌运动中出现，我们想要描述重力如何在微观层面上从量子力学系统中出现，”说查尔姆斯大学数学家罗伯特·伯曼。
作为奖励，这项新工作还可以为其他大规模现象的解释指明道路，例如我们目前称为的宇宙膨胀燃料。
尽管数学可能很优雅，但理论家可以在他们的工作中充满警告和假设，以便找到有趣的新模式。 例如，我们的宇宙是否弯曲回到自身足以拥有全息原理所需的边界本身就是一个悬而未决的问题，只有少数宇宙学家相信这一点。
不过，当你试图解决一个连爱因斯坦都无法解决的问题时，从难以想象的事情开始并不是一个坏的开始方式。
这项研究发表于自然通讯。
