为什么一些物理学家认为我们生活在黑洞内

根据该理论，我们被编码在一个更大的宇宙中的黑洞边缘。

理论上，我们是在黑洞的边界被编码的。

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黑洞是奇怪的物体（尽管我们已经对它们有了很多了解），它混淆了我们对物理学的理解。为了调和研究过程中发现的一些悖论，物理学家仍然提出了更奇怪的假设，其中一个假设暗示我们生活在一个全息宇宙中，我们所看到和感知到的所有东西实际上都编码在我们宇宙的边界处，二维（加时间）宇宙的 3D（加时间）表示。除此之外，一些人认为这可能意味着我们的宇宙位于更大宇宙的黑洞内。

黑洞是大质量恒星坍塌时形成的，是一种引力非常强，甚至连光都无法逃脱的太空区域。当从热力学角度研究它们时，它们的存在提出了一个问题。黑洞达到平衡时的最终状态仅取决于三个参数：质量、角动量和电荷。

法国天体物理学家 Jean-Pierre Luminet 在 2016 年的一篇评论中解释道：“在经典广义相对论中，黑洞可以阻止任何粒子或形式的辐射逃离其宇宙监狱。” “对于外部观察者来说，当物体穿过事件视界时，有关其材料属性的所有知识都会丢失。仅保留 M [质量]、J [角动量] 和 Q [电荷] 的新值。因此，黑洞吞噬了大量的信息。” 

听起来很简单不是吗，或者至少像物理学一样简单？但是，如果黑洞有质量（而且质量很大），那么根据热力学第一定律，它们应该具有温度，并且根据热力学第二定律，它们应该辐射热量。史蒂芬·霍金表明黑洞应该发射在黑洞边界形成的辐射（现在称为霍金辐射）。

“霍金随后指出了一个悖论。如果黑洞可以蒸发，那么它所包含的部分信息就会永远丢失，”卢米内特继续说道。 “黑洞发出的热辐射中包含的信息被降级了；它不能重述先前被黑洞吞噬的物质的信息。不可挽回的信息损失与量子力学的基本假设之一相冲突。根据薛定谔方程，随时间变化的物理系统无法创建或销毁信息，这种属性称为幺正性。”

这被称为黑洞信息悖论，鉴于它似乎违反了我们目前对宇宙的理解，它一直是大量研究和辩论的主题。 

一种提议的解决方案是通过在弦理论的背景下研究黑洞的热力学而找到的。杰拉德·特·霍夫特表明，黑洞内部包含的总自由度是与其视界表面积而不是其体积成比例定义的。这使得我们可以观察黑洞的熵。

“从信息的角度来看，0 或 1 形式的每一位对应于四个普朗克区域，这使得人们可以找到熵的贝肯斯坦-霍金公式，”卢米内特继续说道。 “对于外部观察者来说，关于黑洞熵的信息，一旦由跨越事件视界的物体的三维结构所承载，似乎就丢失了。但从这种观点来看，信息被编码在二维上黑洞的表面，就像全息图一样，因此，特霍夫特得出结论，被黑洞吞噬的信息可以在量子蒸发的过程中完全恢复。”

虽然这在某种程度上令人放心（黑洞并不违反热力学第二定律，是的），但它导致了一个相当明显的想法，即三维体积的物理现象可以在其二维边界上进行描述。 

虽然黑洞外的空间并非如此，但有人提出宇宙本身可能是一个黑洞，所有过程都发生在黑洞的边界，我们观察到的东西是从这些相互作用中产生的。这是一个疯狂的想法，还有更疯狂的标签。例如，有人认为重力可能作为边界处纠缠熵的涌现力而出现。 

该理论并不是解释我们宇宙的最引人注目的想法，标准物理学仍然最好地描述了我们所看到的宇宙。但人们认真对待它是有原因的。 

一方面，为了使模型发挥作用，宇宙的哈勃半径（我们可观测宇宙的半径）必须与其史瓦西半径相同，或者如果黑洞内的所有物质都被凝聚，就会产生黑洞的大小到一个点。事实上，这两个数字惊人地接近，尽管这也可以归因于宇宙巧合。 

还有其他原因，例如这张万事图，它表明我们可能生活在更大宇宙的黑洞中。但在这样的理论提出超出我们目前对物理学理解的令人信服的证据和预测之前，我们建议不要陷入存在危机，无论你是传统时空中的 3D 物体还是来自更大宇宙内部的二维边界。