O现代宇宙学最大的谜团之一是我们的宇宙如何能在热上如此均匀——广阔的宇宙充满了大爆炸遗留下来的热量。随着时间的推移，它已经冷却到绝对零度以上几度，但仍然可以在微波辐射的微弱辉光中看到它，被称为宇宙微波背景．在我们观察的任何方向上，这个宇宙背景的温度基本上是相同的，只有很小的变化。但根据"冷暗物质"标准模型在宇宙学中，没有足够的时间让早期宇宙的热区和冷区相互平衡。即使在今天，我们也会认为宇宙背景的某些部分比其他部分要温暖得多，但这并不是我们所观察到的。
这个宇宙问题的一个解决方案是早期通货膨胀. 如果可观测到的宇宙在其最早的时刻非常微小，那么它很快就会达到均匀的温度。该理论说，此后，宇宙经历了短暂的快速膨胀，最终形成了我们今天观察到的宇宙。我们没有任何关于早期宇宙膨胀的直接证据，但因为它可以解决宇宙学中的几个问题，所以它是一个得到广泛支持的观点。
宇宙可以被看作是一个少了一个维度的“表面”。
最近，一组天文学家观察了来自普朗克卫星的数据，该卫星收集了迄今为止对宇宙背景最精确的测量数据。他们想要比较天空中广阔区域的波动，即低多极矩，与标准宇宙学模型的预测和一个有点奇怪的模型，一个全息模型的预测。如果你周围的一切，从遥远的星星到你的双手，是一个全息图? 就像柏拉图的洞穴一样，我们的固体世界和三维空间只是二维现实的影子。在人类尺度上，全息宇宙与我们所期望的现实是无法区分的，但在宇宙尺度上，可能存在我们能够检测到的细微差异。
在宇宙学的全息视图中，早期的膨胀是由量子场的相互作用驱动的，这将稍微改变宇宙微波背景的外观。对于低多极矩来说尤其如此，这种差异使得至少在原则上可以证明全息原理是正确的。在他们的纸张，上个月出版的物理评论快报,研究小组报告说，符合普朗克卫星数据的全息模型比标准模型略好。这些结果并不能证明宇宙是全息的，但它们与全息模型是一致的。
T我们的宇宙可能是全息的想法来自弦理论。虽然弦论还没有被实验证明，它的数学结构优雅而有力，使其成为一种吸引人的理论模型。弦理论中的全息原理就是这样一个例子。从最广泛的意义上说，全息原理表明，你可以通过观察包含该体积的表面来了解关于特定体积的任何信息。就像全息图可以在一片玻璃或塑料中包含一个三维图像一样，宇宙也可以在一个表面中包含它的巨大体积。
例如，想象有一条10英里长的公路，由一条起点线和一条终点线组成。假设这条路上的限速是每小时60英里，我们想知道是否有一辆车超速了。一种方法是观察一辆汽车在道路上行驶的全程，并在整个过程中测量它的速度。但另一种方法是简单地测量汽车何时越过起跑线和终点线。以每小时60英里的速度，一辆车每分钟行驶一英里，所以如果从起点到终点的时间少于10分钟，我们就知道这辆车超速了。
如果全息原理是正确的，那么我们可以用两种不同的方式来观察宇宙:一种是我们直观地体验到的空间和体积，另一种是一个更少维度的“表面”。这种全息二元性在数学上是强大的，因为某些物理定律在一种观点中比在另一种观点中更容易使用。
的宇宙结构是由恒星和星系之间持续的引力驱动的。在当今时代，引力与其他力相比是微弱的，在广义相对论中被描述为引力场。在双重全息观点中，引力被描述为一个能与质量强烈相互作用的量子场。由于计算弱相互作用比计算强相互作用更容易，所以广义相对论方法更有用。然而，在宇宙时间的早期，当宇宙是热的和稠密的，相对论的引力场是强的，所以全息视图的量子场可能更容易处理。
标准模型和全息模型都能解释早期暴涨，这一事实支持了全息原理适用于我们宇宙的观点。宇宙膨胀仍然是一个谜，但通过把宇宙看作一个全息图，我们或许能够解决它。
Brian Koberlein是一名天体物理学家和物理学教授罗彻斯特理工学院．他在博客上写天文学和天体物理学方面的文章一次一个宇宙．在推特上找到他@BrianKoberlein．
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观察：麻省理工学院(MIT)物理学家马克斯·泰格马克(Max Tegmark)解释了几个数字如何描述宇宙的诞生。
图片来源:LLacertae/Flickr
