Kosmologie versus Holographie

Die radikalste Version des holographischen Prinzips behauptet, dass alle Informationen über physikalische Prozesse in der Welt auf ihrer Oberfläche gespeichert werden können. Diese Formulierung steht im Widerspruch zur inflationären Kosmologie, die impliziert, dass physikalische Prozesse in unserem Teil des Universums nicht von den Grenzbedingungen abhängen. Darüber hinaus gibt es einige Hinweise darauf, dass die radikale Version der holographischen Theorie im Kontext der Kosmologie Probleme mit der Unitarität und Kausalität haben könnte. Eine andere Formulierung des holographischen Prinzips, zugeführt von Fischler und Susskind, impliziert, dass die Entropie der Materie innerhalb des nach der Inflation bestehenden Teilchenhorizonts kleiner sein muss als die Fläche des Horizonts. Ihre Vermutung war für eine breite Klasse offener und flacher Universen sehr erfolgreich, fand jedoch keine Anwendung auf geschlossene Universen. Bak und Rey schlugen eine andere holographische Schranke für die Entropie vor, die für geschlossene Universen eines bestimmten Typs gültig war. Allerdings, wie wir zeigen werden, gilt keine der beiden Vorschläge für offene, flache und geschlossene Universen mit Materie und einer kleinen negativen kosmologischen Konstante. Wir werden argumentieren, in Übereinstimmung mit Easther, Lowe und Veneziano, dass, wann immer die holographische Einschränkung auf die Entropie innerhalb des Horizonts gültig ist, sie aus der Bekenstein-Hawking-Schranke auf die Entropie von schwarzen Löchern folgt. Diese Beschränkungen erlauben es nicht, geschlossene Universen und andere Universen auszuschließen, die möglicherweise gravitative Kollaps erfahren, und sie auferlegen keine Einschränkungen an die inflationäre Kosmologie.