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几十年来，科学家不断用一个有趣的想法来自娱娱人：我们的宇宙（曾经）是一个巨大的全息图（hologram）。这个物理的原理是说，只需要一个二维平面，就可以让一切看起来像是三维空间。 你也知道，这不是个容易论证的假说，然而现在有科学家表示，大爆炸模型的确有观测结果做背书，但他们也经由观测早期宇宙找到了证据，符合这个所谓的全像投影原理。 加拿大滑铁卢大学（University of Waterloo）的Niayesh Afshordi是团队成员之一，他说到：“我们正倡议要采用这个宇宙全像论，它跟广泛接受的大爆炸模型很不同，并不奠基于重力作用跟膨胀观点。” “每个模型都会产生不同的预报，让我们可以去检验，让我们的数据更精确，也更坚实我们的理论基础，这些都可望在五年内完成。” 要澄清的是，学者们并不是说，我们正活在一个全息图里面。他们只是提出一个假说：在大爆炸之后大约几十万年，那时宇宙处于非常初始的一个阶段，一切都是从二维边界投射出的三维空间。 如果你对于这个“宇宙是个全息图”的神奇传说不太熟悉的话，这里可以补充一下，其实在1990年代时，物理学家Leonard Susskind就宣扬过一个想法，认为我们所理解的物理定律，在技术上其实并不真的需要三个维度。 所以说，宇宙呈现的是三维立体，但实际上，却只是一个二维平面，这到底是怎么回事呢？ 基本的原理是这样的，空间量体被“编码”到一个边界（或是一个观察者依赖的引力视界）中，也就是说，只需要二维平面就可以体现出三个维度来。 就像二维的萤幕投射出3D全息图一样，这个假说指出，我们这个宇宙的三维立体是从一个二维边界投射出来的。 从1997年以来，有超过10000篇的论文支持着这个假说，这下是不是突然觉得这个想法没那么荒谬了呢？ Afshordi与他的团队在观测宇宙微波背景辐射（也就是大爆炸后留下的热辐射）的不均匀性之后，他们发现了支持这个早期宇宙全像论的强烈证据。 英国南安普敦大学（University of Southampton）的Kostas Skenderis也是团队中的一员，他说：“想像一下，你在三维空间所看到、摸到、听到的所有东西（包括你对于时间的感知），竟然都源自于一个平面的二维场。” “这个想法就跟一般的全息图很类似，也就是一个三维影像被编码在二维平面上，例如信用卡上的全息图（安全芯片）。只不过，现在被编码的是一整个宇宙。” 一开始物理学家之所以没有立即摒弃宇宙全像论，其实是因为虽然大爆炸的标准模型更具说服力，但还是有一些很关键的漏洞在，所以他们还是不敢妄下定论。 根据大爆炸的说法，化学反应导致了巨大的膨胀效应，进而使宇宙成形，而且在初始阶段，膨胀的速度快得吓人。 虽然大多数的物理学家都接受宇宙膨胀的事实，但却没人可以提出一个合理的说法，解释究竟为何宇宙膨胀的速度可以快过光速，几乎在一眨眼的时间，就从次原子级的大小，变得跟一颗高尔夫球差不多。 事实上，在试图解释巨大的物体与跟原子级的物体时，一些现代理论，像是广义相对论跟量子力学，就会有所冲突，这些基础的物理定律无法去解释，到底为什么这些宇宙中的物质可以在短时间内滚成一颗惊人的小球。 Gizmodo网站上Ryan F. Mandelbaum提出了这个解释：“有个假说可以调和两者，也就是量子重力，这意味着如果你少考虑一个空间的维度，那么在你的计算中，也可以把重力省略，这样事情就简单多了。” 现在，试着思考一下我们提到的全像理论。 Afshordi也说：“我们可以假设，宇宙的描绘是基于一个低维系统（lower dimensional system），由大爆炸以来所有的物质构成，从这个角度来说，就很像是全像术了。” 为了检测全像原理如何可以适用大爆炸与其结果，他们的科学团队建立了一个模型，使用了一个时间跟两个空间的维度。 他们输入了宇宙的真实数据，包括从宇宙微波背景辐射而来的观测结果，也就是大爆炸发生几十万年之后产生的热辐射，模型跟数据竟然毫无牴触。 但其中有个小问题：只有当宇宙模型的宽，不超过10度立体视觉的时候，数据才会全部吻合。 研究者表明，要论证早期宇宙是一个全像投影，他们还有一大段距离，但是，真实世界中观测得到的证据，竟然可以阐释一些二维物理定则所忽略的部分，所以我们不能完全放弃这个假说。 这代表着我们有可能活在一个全息图里吗？Afshordi说：“不是呦。”因为他们的模型只适用于宇宙非常早期的阶段。 到底事物是怎么从二维转成三维的，现在则成了大家的疑问。 Afshordi告诉Gizmodo网站说：“其实你并不真的活在一个全息图里，但你可能是从全息图中走出来的人。三个维度是绝对存在的。” |
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