科學家：大爆炸是假的！宇宙其實是張巨大全息圖，一切都是二維的

數十年來，全世界科學家一直在研究我們的宇宙，曾經或者現在其實是一個巨大的全息圖的可能性，在這個碩大的全息世界中，傳統物理學的規律只適應二維空間，但是，似乎我們眼前的一切都是三維，甚至多維的。

全息圖理論最初20世紀90年代提出，當時企圖統一現代物理學中的兩大無敵的武器——量子力學與廣義相對論。這個想法描述了一個空間容量的所有信息都可以被認為是在該區域的二維邊界上編碼的，這類似於我們日常中的二維碼。

關於黑洞，一些科學家認為，所有落入黑洞的「信息」實際上保留（或編碼）在它的邊界，形成了事件的視野。如果我們將這個原則應用到宇宙的其餘部分，那麼我們所遇到的任何事物的所有信息都被編碼在二維邊界上，並以三維的形式展現在我們眼前。

也許聽起來比較牽強，但這項理論一旦突破，會解決很多物理學中非常大的問題，如黑洞和中子星。而就最近的研究成果來看，科學家們已經提出了一些令人振奮的關鍵性證據，表明全息圖原理與標準的大爆炸模型一樣，解釋了早期的宇宙的形成。

雖然這個假設顯然難以證明，但在過去的二十年中，已有超過10000篇相關論文被發表。最近甚至有科學家，基於宇宙能量波——大爆炸產生的「餘輝」，聲稱發現了宇宙曾經是全息圖的第一個直觀觀察證據，宇宙的這張「神秘圖片」究竟暗示了人類什麼呢？

幾十年來，科學家不斷用一個有趣的想法來自娛娛人：我們的宇宙（曾經）是一個巨大的全息圖（hologram）。這個物理的原理是說，只需要一個二維平面，就可以讓一切看起來像是三維空間。

你也知道，這不是個容易論證的假說，然而現在有科學家表示，大爆炸模型的確有觀測結果做背書，但他們也經由觀測早期宇宙找到了證據，符合這個所謂的全像投影原理。

加拿大滑鐵盧大學（University of Waterloo）的Niayesh Afshordi是團隊成員之一，他說到：「我們正倡議要採用這個宇宙全像論，它跟廣泛接受的大爆炸模型很不同，並不奠基於重力作用跟膨脹觀點。」

「每個模型都會產生不同的預報，讓我們可以去檢驗，讓我們的數據更精確，也更堅實我們的理論基礎，這些都可望在五年內完成。」

要澄清的是，學者們並不是說，我們正活在一個全息圖裡面。他們只是提出一個假說：在大爆炸之後大約幾十萬年，那時宇宙處於非常初始的一個階段，一切都是從二維邊界投射出的三維空間。

如果你對於這個「宇宙是個全息圖」的神奇傳說不太熟悉的話，這裡可以補充一下，其實在1990年代時，物理學家Leonard Susskind就宣揚過一個想法，認為我們所理解的物理定律，在技術上其實並不真的需要三個維度。

所以說，宇宙呈現的是三維立體，但實際上，卻只是一個二維平面，這到底是怎麼回事呢？

基本的原理是這樣的，空間量體被「編碼」到一個邊界（或是一個觀察者依賴的引力視界）中，也就是說，只需要二維平面就可以體現出三個維度來。

就像二維的螢幕投射出3D全息圖一樣，這個假說指出，我們這個宇宙的三維立體是從一個二維邊界投射出來的。

從1997年以來，有超過10000篇的論文支持著這個假說，這下是不是突然覺得這個想法沒那麼荒謬了呢？

Afshordi與他的團隊在觀測宇宙微波背景輻射（也就是大爆炸後留下的熱輻射）的不均勻性之後，他們發現了支持這個早期宇宙全像論的強烈證據。

英國南安普敦大學（University of Southampton）的Kostas Skenderis也是團隊中的一員，他說：「想像一下，你在三維空間所看到、摸到、聽到的所有東西（包括你對於時間的感知），竟然都源自於一個平面的二維場。」

「這個想法就跟一般的全息圖很類似，也就是一個三維影像被編碼在二維平面上，例如信用卡上的全息圖（安全晶片）。只不過，現在被編碼的是一整個宇宙。」

一開始物理學家之所以沒有立即摒棄宇宙全像論，其實是因為雖然大爆炸的標準模型更具說服力，但還是有一些很關鍵的漏洞在，所以他們還是不敢妄下定論。

根據大爆炸的說法，化學反應導致了巨大的膨脹效應，進而使宇宙成形，而且在初始階段，膨脹的速度快得嚇人。

雖然大多數的物理學家都接受宇宙膨脹的事實，但卻沒人可以提出一個合理的說法，解釋究竟為何宇宙膨脹的速度可以快過光速，幾乎在一眨眼的時間，就從次原子級的大小，變得跟一顆高爾夫球差不多。

事實上，在試圖解釋巨大的物體與跟原子級的物體時，一些現代理論，像是廣義相對論跟量子力學，就會有所衝突，這些基礎的物理定律無法去解釋，到底為什麼這些宇宙中的物質可以在短時間內滾成一顆驚人的小球。

Gizmodo網站上Ryan F. Mandelbaum提出了這個解釋：「有個假說可以調和兩者，也就是量子重力，這意味著如果你少考慮一個空間的維度，那麼在你的計算中，也可以把重力省略，這樣事情就簡單多了。」

現在，試著思考一下我們提到的全像理論。

Afshordi也說：「我們可以假設，宇宙的描繪是基於一個低維繫統（lower dimensional system），由大爆炸以來所有的物質構成，從這個角度來說，就很像是全像術了。」

為了檢測全像原理如何可以適用大爆炸與其結果，他們的科學團隊建立了一個模型，使用了一個時間跟兩個空間的維度。

他們輸入了宇宙的真實數據，包括從宇宙微波背景輻射而來的觀測結果，也就是大爆炸發生幾十萬年之後產生的熱輻射，模型跟數據竟然毫無牴觸。

但其中有個小問題：只有當宇宙模型的寬，不超過10度立體視覺的時候，數據才會全部吻合。

研究者表明，要論證早期宇宙是一個全像投影，他們還有一大段距離，但是，真實世界中觀測得到的證據，竟然可以闡釋一些二維物理定則所忽略的部分，所以我們不能完全放棄這個假說。

這代表著我們有可能活在一個全息圖裡嗎？Afshordi說：「不是呦。」因為他們的模型只適用於宇宙非常早期的階段。

到底事物是怎麼從二維轉成三維的，現在則成了大家的疑問。

Afshordi告訴Gizmodo網站說：「其實你並不真的活在一個全息圖裡，但你可能是從全息圖中走出來的人。三個維度是絕對存在的。」

參考來源