目前威滕和庞学林已经找到了五种微扰弦理论之间的对偶关系,如果想要继续寻找剩下的对偶关系,就要涉及到引力场方程中不同的解所诠释的不同种类的宇宙空间。
这里面不管是计算量还是需要耗费的精力,都不一定比建立M理论小到哪里去。
庞学林既然不嫌麻烦,想继续研究下去,威滕自然不会拦着。
接下来的一个月时间,威滕一直在撰写M理论的论文,庞学林则继续通过庞氏几何,研究引力场方程不同情况下的解析解与量子场论之间的关系。
这种工作很枯燥,每天都需要代入不同的引力场方程解进行验算,史瓦西度规、雷斯勒-诺斯特朗姆度规、克尔解、托布-NUT解,到弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克解、哥德尔宇宙、德西特宇宙、反德西特空间……
一个个验证过去,计算量非常庞大。
时间一天天过去,庞学林始终没有找到合适的对偶关系。
就在庞学林怀疑自己这种验算方法是不是存在问题的时候,一个月后的某个晚上,庞学林将反德西特空间的解析解代入进去运算后,其反馈的结果很快引起了他的注意。
“咦,我好像发现了什么了不得的东西……”
庞学林的眼睛亮了起来。
根据他的计算结果,5维反德西特时空中的弦论跟4维时空中N=4超对称杨-米尔斯理论存在对偶关系。
用数学式表达,即D=4,N=4,SU杨-米尔斯理论和IIB型弦论在S5×S5的反德西特时空中对偶。
具体表现为:两边理论的对称性都是PSU,其中包括SO×SO,超共型不变,超庞加莱不变。
两边都有SLS-二元性,这可以说是对偶中的对偶。
在大N场论里,N对应的是5形式的RR流形,即:N=∫s^5F5。
杨-米尔斯理论中的耦合常数gym与弦耦合常数gs存在如下对应:gs=gym^2/π,λ=gym^2N=L^4/α‘^4。
当λgt;gt;1时,AdS的半径远大于弦长,引力可以经典计算,但场论的微扰计算失效。当λlt;lt;1时,场论可以微扰计算,但弦论这边的计算十分艰难。
……
花了整整一个晚上,庞学林不仅验算了五维反德西特时空AdS5,还相继验证了三维反德西特时空AdS3,四维反德西特时空,七维反德西特时空,最后提出了如下猜想:
维反德西特时空中的量子引力理论和d维时空中的共形场论存在对偶关系。
用更具体的语言表述,那就是如果有两个世界,一个有五维的时空,物体之间有引力,另一个世界只有四维时空,物体之间没有引力,一般情况下,大家都会认为这两个世界绝对是完全不同的。但是庞学林现在却发现,在一种特定的情况下,种种证据表明这两个世界可以完全一样。
庞学林不知道自己提出的猜想是否正确,但毫无疑问,这一猜想如果成立,那么它将代表人类理解弦理论和量子引力理论的重***。
由于它对于反德西特时空几何特殊情况下的M理论提供了一个完整的定义,这些特定情况下的负能量使得时空以与宇宙不同的方式弯曲,对于这样一个假想世界,物理学家可以描述所有能量发生的过程,理论上说,甚至还包括黑洞的形成与蒸发。
庞学林不知道的是,他所提出的这一猜想,正是后世大名鼎鼎的AdS/CFT对偶。