Dowód na to, że wszechświat może być hologramem

Hologram - czyli dwuwymiarowy obiekt, który wygląda tak jakby miał trzy wymiary. Hipoteza, według której nasz wszechświat miałby być właśnie czymś takim wcale nie jest nowa, ale ostatnio nabiera on rozpędu, pojawiają się bowiem dowody na jej wsparcie.

Stworzona przez Gerardusa 't Hoofta i Leonarda Susskinda 20 lat temu zasada holograficzna zakłada, że wszechświat tak naprawdę posiada o jeden wymiar mniej niż nam się wydaje, my go widzimy w trzech wymiarach ponieważ widzimy projekcję dwuwymiarowej struktury informacji na horyzoncie kosmologicznym.

Brzmi to bardzo nieintuicyjnie, ale jeśli zagłębimy się nieco w matematykę i fizykę za tym stojącą to ma sporo sensu, bo w teorii tej udaje się połączyć einsteinowską teorię względności z mechaniką kwantową.

Początkowo hipoteza ta została opracowana aby rozwiązać paradoks informacyjny czarnych dziur Hawkinga (czyli pochłanianie przez nie informacji co według mechaniki kwantowej jest niemożliwe), ale później Juanowi Maldacenie udało się opisać ją matematycznie dla zakrzywionej do środka przestrzeni anty de Sittera (co znane jest jako korespondencja AdS/CFT).

Maldacena udowodnił, że w tej przestrzeni da się połączyć teorie grawitacji i kwantową teorię pola, co wydawało się niemożliwe, bo jedna jest opisana w trzech wymiarach, natomiast druga w dwóch. Rozwiązanie wskazywało na holograficzną naturę takiej przestrzeni, jednak nasz wszechświat wcale nie jest zakrzywiony jak ta hipotetyczna przestrzeń, lecz "płaski".

Aby udowodnić, że również nasz wszechświat może być hologramem grupa naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu, wspólnie z kolegami z Japonii, USA, Indii i Szkocji, postanowiła ostatnio przeliczyć jedną z podstawowych cech mechaniki kwantowej - splątanie kwantowe - przy wykorzystaniu teorii grawitacji.

Splątane cząstki kwantowe nie mogą być opisane pojedynczo - tworzą one jeden kwantowy obiekt nawet jeśli dzieli je dystans całego wszechświata. Splątanie mierzy się poprzez wskaźnik entropii splątania i udało się dowieść, że obiera on tę samą wartość teorii grawitacji płaskiego wszechświata jak i w kwantowej teorii pola co pokazuje, że zasada holograficzna trzyma się mocno także w naszym, płaskim wszechświecie.

Nie jest to jeszcze potwierdzenie, że wszystko co otacza nas jest płaskie, a my widzimy tylko trójwymiarową projekcję, ale szansa na to właśnie wzrosła.

Źródło: