幾十年來，科學家一直在思考我們的宇宙是——或者曾經是——一個巨大的全像圖，其中物理定律只需要二維，但一切對我們來說都是三維的。
正如你可以想像的那樣，這不是一個容易證明的假設，但物理學家表示，他們現在擁有來自早期宇宙的觀測證據，這些證據與所謂的全像原理一樣完美地符合標準模型。
“我們提議使用這個全息宇宙，這是一種與普遍接受的依賴重力和膨脹的大爆炸模型非常不同的模型，”團隊成員之一說道，來自加拿大安大略省滑鐵盧大學的 Niayesh Afshordi。
“這些模型中的每一個都做出了不同的預測，我們可以在完善數據和提高理論理解時進行測試——所有這些都在未來五年內進行。”
需要明確的是，研究人員並不是說我們現在生活在全息圖中。他們認為，在宇宙的早期階段——大爆炸後幾十萬年——一切都從二維邊界投射到三維空間。
如果你不熟悉整個'我們的宇宙是一個全息圖早在 1990 年代，物理學家 Leonard Susskind 就普及了這樣一種觀點：我們所理解的物理定律在技術上並不需要三個維度。
那麼宇宙怎麼可能看起來是立體的，但實際上卻只是二維的呢？
基本想法是空間體積是在邊界上“編碼”- 或依賴觀察者的引力視界 - 這意味著它需要比看起來少一維的維度。
因此，就像從二維螢幕投影的 3D 全像圖一樣，該假設指出我們宇宙的三個維度是從二維邊界投影的。
自1997年，已發表論文10,000餘篇支持這個想法，所以它並不像聽起來那麼瘋狂。
現在，阿夫肖迪和他的團隊報告說，在調查了違規行為後宇宙微波背景- 大爆炸的「餘輝」 - 他們找到了強有力的證據來支持早期宇宙的全息解釋。
「想像一下，你在三維空間中看到、感覺到和聽到的一切（以及你對時間的感知）實際上都來自一個平坦的二維場，」團隊成員之一說道，來自英國南安普敦大學的 Kostas Skenderis。
「這個想法類似於普通全像圖，其中三維圖像被編碼在二維表面中，例如信用卡上的全像圖。然而，這一次，整個宇宙都被編碼了。”
保羅·麥克法登
物理學家最初接受全像原理的原因是，雖然大爆炸的理論聽起來更合理，但其中存在一些非常根本的缺陷，它們阻礙了我們對物理定律的整個理解。
根據大爆炸場景，化學反應引起了大規模的膨脹，為我們的宇宙的形成埋下了種子，並且在早期階段，它以驚人的速度膨脹。
雖然大多數物理學家接受宇宙膨脹的現實，沒有人能夠弄清楚讓宇宙膨脹得比光速更快、從亞原子大小到高爾夫球大小的確切機制幾乎是瞬間。
事實上，就像我們現在的理論一樣和量子力學不要相加當我們試圖解釋巨大事物的行為直至其原子時，這些基本物理定律無法解釋宇宙的所有成分如何被聚集成一個令人難以置信的小包裹。
“一個試圖調和兩者的[假設]，即量子引力，說如果你放棄空間維度，你也可以在計算中放棄重力，以使事情變得更容易，”Ryan F. Mandelbaum 為 Gizmodo 解釋。
輸入全像原理。
“從某種意義上說，它是全息的，它是基於低維繫統對宇宙的描述，與我們從大爆炸中看到的一切一致。”阿夫肖迪告訴曼德鮑姆。
為了測試全像原理如何解釋大爆炸及其後果，團隊建立了一個具有一個時間和兩個空間維度的模型。
當他們輸入來自宇宙的實際數據時，包括來自宇宙的觀察- 大爆炸後數十萬年發出的熱輻射 - 他們發現兩者完美契合。
但有一個問題——只有當模型宇宙處於寬度不超過10度。
研究人員表示，他們還遠遠不能證明我們的早期宇宙實際上是全息投影，但來自現實世界的觀測證據可以解釋二維物理定律的缺失部分，這一事實意味著我們不能合理地排除這種可能性。
那麼這是否意味著我們現在都有可能生活在全息圖中？不完全是，阿夫肖迪說- 他們的模型僅適用於宇宙的早期階段。
現在每個人都在猜測事物如何從二維轉變為三維的問題。
“我想說你不住在全息圖中，但你可以從全息圖中走出來，”阿夫肖迪告訴 Gizmodo。 “[2017 年]，肯定存在三個維度。”
該研究發表於物理評論快報。
