大多数人默认宇宙是三维空间,维也纳技术大学的研究,顺着全息原理给出不一样的思路。这套原理提出,用来在数学上描述宇宙需要的维度,少于肉眼感知到的数量。我们看见的三维宇宙,有可能是二维表面在宇宙视界上形成的投影。

这个猜想不是新想法。阿根廷物理学家胡安・马尔达塞纳在上世纪就提出相关模型,日本茨城大学的研究团队,更早也做过同类方向的探讨。马尔达塞纳的模型里,真正对应的物理过程发生在一个更简单、扁平的空间,这个底层空间不存在引力。
很长一段时间,全息原理的验算,都局限在反德西特空间,也就是负曲率的扭曲时空。这类时空的属性,和我们所处的宇宙差别很大。很多研究者此前认为,这套对应关系没法直接套用到现实宇宙。维也纳技术大学团队的工作,把这套理论拓展到扁平时空。
类比可以参考信用卡上的全息图案。肉眼看到立体的三维图像,但承载全部信息的载体,只是一张平面二维薄膜。引力的描述和量子活动的计算,在这里形成一套对偶关系。引力相关的现象,要用三维框架去演算;量子层面的活动,依靠二维理论就能完成。两套路径算出来的物理量,数值彼此匹配。
早期版本的全息对偶,原本不适用于地球所在的时空。维也纳技术大学的研究团队提出假设,扁平的真实宇宙同样满足这套全息规则,并且用演算对假设做验证。

要实现扁平空间量子引力的全息描述,有一个硬性条件:存在一组物理量,不管用引力理论,还是用量子理论去计算,结果都保持一致。量子纠缠就是其中一个关键标记。它属于量子力学的核心特征,如果全息对应成立,引力理论框架里,也必须能找到量子纠缠对应的效应。
马尔达塞纳的 AdS/CFT 对偶,就是全息原理最出名的实例。负曲率空间内部的引力理论,和边界上少一个维度、不含引力的量子场论,能够一一对应。维也纳团队的推进,把这种对应从特殊的负曲率空间,推向和真实宇宙更贴近的扁平时空。

研究只停留在理论推演阶段。它没有推翻日常感知,我们依旧可以在生活里感知长宽高三个方向。它改变的是底层描述逻辑:宇宙所有信息,有可能全部编码在二维的边界面上。