當你翻閱一本書的時候，你會注意到它的每一頁都有兩面——事實上，你周圍的所有物體都是雙面的。你可能會忘記，這個微不足道的方面是時空的一個特徵。然而，時空本身是一個雙面的。
世界是雙面的這一事實是由時空的一個重要屬性所支撐的：時間之箭具有明確方向。由於我們經歷了時間從過去到未來的不可逆流動，我們假設我們生活在一個雙面世界。
儘管如此，可能還是存在著單面的世界，其中包含著單面的對象。想像一下，你在一個單向的時空中閱讀你的書。很難相信，但是你可以同時閱讀一張紙的兩面。為了看到這一點，我建議您從書中剪下一張紙，然後像下圖那樣把它粘在一起，形成一個平凡的莫比烏斯帶，這是已知的最單側的表面。
莫比烏斯帶在片面的世界裡，時間沒有固定方向，它可能從過去流向未來，反之亦然。
現在，我們可能會問宇宙的另一面在哪裡以及我們如何到達那裡。我們可以在最近的論文「 量子糾纏，雙面時空和時間熱力學箭頭 」中找到答案，如果我們要深入研究技術細節，首先我們必須通過觀察先前的科學工作來描述整體情況，這類工作類似於謎題。量子糾纏恰好是解決這個難題的關鍵。
量子糾纏
糾纏是兩個量子系統共享相同存在的過程。在量子領域中，相互作用的粒子可以以這樣的方式糾纏在一起，即它們以單量子態存在。在這種狀態下，對其中一個顆粒進行的測量可以揭示關於另一個顆粒的信息，無論顆粒有多遠。
胡安·馬爾達塞納的猜想
1997年，物理學家胡安·馬爾達塞納宣布了新的引力/量子場對應猜想的誕生。根據這個猜想，某些具有時空漸近行為的量子引力理論等價於一般的量子場論。
馬爾達塞納在2001年證明，通過將一個黑洞上的粒子與另一個黑洞上的粒子糾纏，他可以用量子力學的語言描述黑洞之間的蟲洞連接。因此，糾纏相當於物理上把時空塊綁在一起。
利用量子糾纏來建立時空
範·拉姆斯東克在2010年指出，如果這兩個量子系統不相關，首先，根據量子場的對偶性，它們對應於時空的兩個獨立成分。另一方面，考慮到馬爾達塞納的第二篇論文，當量子系統最初糾纏於特定的狀態時，時空的兩個成分是經典的連接。
如果我們去掉兩個雙量子系統之間的糾纏，這個經典連接的時空會發生什麼？如果減少糾纏，並觀察對偶時空的反應，會發現時空逐漸分開。最終，將糾纏減少到零將會把時空分成兩個互不相干的塊。
量子糾纏作為時空的幾何粘合劑——這是範·拉姆斯東克論文的精髓。
時間的熱力學箭頭
最近在與熱力學時間箭頭有關的研究中重申了兩個量子系統之間初始條件的論證。箭頭的存在遵循熱力學第二定律。隨著時間的推移，熵趨於增加，這就是為什麼我們周圍的一切似乎都能及時展開的原因。時間的箭頭是增加相關性的箭頭。當然，第二定律假設粒子之間沒有初始相關性。
在兩個量子系統之間存在初始糾纏時會發生什麼？我們可能會問。後期理論工作表明，量子糾纏對兩個系統設置了額外的限制，導致熵不可能進一步增加。結果，熵只能減少，這會使箭頭反轉並使時間從未來流向過去。
一個雙面的世界
把所有的「零件」都準備好了，是時候把它們組裝起來，看看整體情況了。我們從兩個最初不相關的量子系統開始。正如我們所看到的，這些與時空相關，時空有兩個不相連的部分。由於不存在初始關聯，時間方向為標準熱力學方向。這一事實狀態在雙引力方面是一致的，時空有一個優先的時間方向，可以說是一個有時間方向的時空。
現在，讓我們考慮這兩個量子系統一開始是糾纏的。糾纏限制了個體熵的減小，這樣就沒有機會支配時間的一個方向。因此，我們得到的時空沒有預先確定的方向，只有兩個相互連接的分量；換句話說，是一個沒有時間導向的時空。
有了一個沒有時間方向的時空，讓我們把糾纏減少到零，就像範·拉姆斯東克告訴我們的那樣。我們從糾纏態到純態，沒有關聯，從沒有時間導向的時空到有時間導向的時空。
讓我們回憶一下，無方向的時空是單面的，而有方向的時空是雙面的。有了這個論點，當我們把糾纏減少到零時，我們就把一個單面的時空(左邊)變成了一個雙面的時空(右邊)。量子糾纏在雙面時空的兩端建立起一種連接。
圖2：單面時空(左)和雙面時空(右)。故事可以在這裡結束，令人驚訝的結論是我們的宇宙必須有我們無法獲得的第二面。我們只能在夜晚思考宇宙中充滿星星的一面，但我們會錯過最好的，同時也是最奇怪的部分。在宇宙的另一邊，時間倒退。如果你以某種方式到達我們世界的另一邊，你將會越來越年輕。
糾纏黑洞
回到馬爾加塞納的論文。記住，他把永恆的黑洞描述為兩個由蟲洞連接起來的黑洞，是這兩個黑洞上粒子糾纏的表現。換句話說，在範·拉姆斯東克假說中時空的兩個組成部分是由馬爾達塞納用兩個黑洞確定的。
既然我們已經看到範·拉姆斯東克的兩個時空分量對應於時空的兩端，我們就可以強調馬爾達塞納猜想中的兩個黑洞位於時空的不同側面：以某種方式連接時空的兩邊。
現在我們已經完成了拼圖！綜上所述，我們的宇宙必須有一個時間倒轉的另一面，從未來到過去，可以通過永恆的黑洞進入。
是的，在黑洞裡，你可以同時閱讀一張紙的兩面！