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宇宙是个全息图?实验观测与“全息宇宙”预言相符

发布时间:2017/04/08浏览次数:

我们的宇宙可能由二维的全息图投影而来。


     宇宙是张全息图,所有信息存储在它的边界上。 这个想法听起来很荒诞,但2017年1月发表于 物理评论快报》的一项研究发现,宇宙学实验观测与“全息宇宙”的预言相符。 
    这代表我们生活在二维全息图里吗?放心,我们已经出来了!  
    几十年来,科学界一直有人半开玩笑地琢磨着这么一个想法:我们的宇宙是个巨大的全息图,或者曾经是、现在不是了。全息图里的物理定律只需要二维,而其间万物却以三维的形式向我们展现出来。(注:文中的二维、三维指的都是空间维数。)
    可想而知,这不是个容易证实的假说。不过有些物理学家发话了,说他们现在已经有了一些来自早期宇宙的观测数据,这些数据正好切合上面提到的全息宇宙的图像,匹配度与它们符合标准大爆炸模型的程度不相上下。简单地说,全息宇宙就是将全息原理运用到宇宙:宇宙可以由它的边界(视界),也就是二维的全息图完全描述。
    团队成员之一,加拿大安大略滑铁卢大学的 Niayesh Afshordi 说:“我们提出采用这个全息宇宙的方案。虽然它也是一个大爆炸模型,但和那个依靠引力和暴胀、被普遍接受的模型很不一样。”
   “这些模型都有明确的预测。随着我们完善数据,加深理论理解,预言也能够得到检验——这些都将在五年内完成。” 
    澄清一下,研究者并不是说我们现在就生活在全息图里。他们说的是宇宙的极早期阶段,大爆炸之后的几十万年之内。那时候的世间万物都是从二维边界投射到三维中的。
    如果你对“宇宙是个全息图”的来龙去脉不甚了了,那就回到二十世纪九十年代吧,物理学家 Leonard Susskind 在当时普及了这样一个观点:从技术上讲,我们所理解的物理定律并不要求三维空间。 
    那么,如果宇宙实际上只有二维,那它如何呈现出三维的姿态呢? 
    这个问题的核心思想是,空间被“编码”在边界上(这个边界依赖于观察者的引力视界 [horizon])。因此想要理解三维空间中的物理,我们只需要理解它的二维边界就足够了。这个假说认为宇宙的三维是从一个二维边界投射出来的,就像3D全息投影来自于二维屏幕那样。 
    1997年以来,支持这个观点的论文已经发表了一万多篇,所以它远不是我们感觉的那样无稽。
    现在,Afshordi 和他的团队发文称,他们研究了宇宙微波背景(大爆炸的“余晖”)中的涨落,从中发现了强有力的证据,能够支持早期宇宙的全息解释。 
    团队另一成员,英国南安普顿大学的 Kostas Skenderis 说:“试想一下,我们的所见、所感、所闻,以及对时间的感觉,实际上都来源于一块扁平的二维场。” 

   “这个想法和通常的全息图类似。一个二维表面包含着三维图像的编码,有点像信用卡的安全芯片里包含着大量信息。不过,这次编码的是整个宇宙。”



宇宙的全息起源,及其演化为我们所见宇宙的过程示意。


编辑:周汉峰  / 审核:范俊怡  / 发布者:范俊怡

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