Ali je naše vesolje lahko samo hologram? Ta ideja je bila že prej v glavah ljudi in komaj jo kdo preseneti, a kljub temu se zdi tako neverjetna, da je ljudje ne jemljejo resno. Vendar je morda fizična lastnost našega sveta. In to bomo morda kmalu videli.
Matematiki že poznajo holografsko načelo, ki ga je prvi predlagal znani fizik Gerard t'Hooft, razvil pa ga je enako znan fizik Leonard Susskind. Trdi, da je najprej mogoče vse informacije, ki jih vsebuje določeno območje prostora, predstaviti kot hologram - teorijo, ki "živi" na meji tega območja. Kot gravitacijsko obzorje, ki je od opazovalca odvisno. Posledično potrebuje eno manj dimenzije, kot se zdi. Natančneje, teorija na mejah mora vsebovati kvečjemu eno stopnjo svobode na Planckov kvadrat. Širše gledano, ker se nam zdi, da je vesolje tridimenzionalno, je dejansko dvodimenzionalna struktura, ki je nameščena na neverjetno velikem kozmičnem obzorju.
Leta 1997 je Juan Maldacena prvi postavil teorijo o holografskem vesolju in rekel, da gravitacija izhaja iz tankih vibrirajočih strun, ki obstajajo v desetih dimenzijah. Od takrat veliko fizikov deluje v tej smeri.
"To delo je doseglo vrhunec v zadnjem desetletju in kaže, da je radovedno vse, kar doživimo, le nekaj drugega kot holografska projekcija procesov, ki se dogajajo na neki oddaljeni površini, ki nas obdaja," je zapisal fizik Brian Green z univerze Columbia leta 2011 "Lahko se stisnete in vaše čutenje bo povsem resnično, vendar odraža vzporedni proces, ki poteka v drugi, oddaljeni resničnosti."
Fiziki z dunajske tehnološke univerze predlagajo, da holografski princip deluje celo v ravnem prostoru-času in ne le na teoretičnih območjih z negativno ukrivljenostjo. Praviloma so gravitacijski pojavi opisani v treh prostorskih dimenzijah, medtem ko so kvantni delci - le v dveh. Izkazalo se je, da lahko rezultate nekaterih meritev nadomestite z drugimi - in ta osupljiv zaključek je povzročil več kot 10.000 znanstvenih prispevkov iz teoretične fizike na temo negativno ukrivljenih prostorov. Vendar se je do zdaj vse zdelo razmeroma daleč od lastnega, ravnega, pozitivno ukrivljenega vesolja.
"Če kvantna gravitacija v ravnem prostoru omogoča holografski opis s standardno kvantno teorijo, potem je treba v obeh teorijah izračunati fizikalne količine - in rezultati morajo biti enaki," pravi Daniel Grumiller z dunajske tehnološke univerze. To vključuje manifestacijo kvantnega zapletanja v gravitacijski teoriji, torej delcev ni mogoče opisati posamično. Izkazalo se je, da lahko izmerite količino zapletenosti v kvantnem sistemu, ki se imenuje entropija zapletenosti. Grumiller kaže, da ima enako velikost v ravni kvantni gravitaciji in v dvodimenzionalni teoriji polja.
Znanstvenik je ugotovil, da je to ujemanje mogoče preveriti na primeru kvantnega zapletanja, ki se pokaže, ko se lastnosti predmetov, sprva povezane drug z drugim, izkažejo za sorodne, tudi če so ločene med seboj oddaljene: sprememba lastnosti enega predmeta, ko se oddalji od drugih od sistema, vpliva na lastnosti ostalo.
„Ti izračuni potrjujejo našo domnevo, da se holografski princip lahko odvija v ravnih prostorih. To je dokaz za takšno dopisovanje v našem vesolju, pravi Max Riegler z dunajske tehnološke univerze.
Promocijski video:
Sliši se neverjetno. Vendar je še en korak v prid holografskega vesolja strašljiv.
Ilya Khel