Kan vårt universum bara vara ett hologram? Denna idé har varit i människors sinne förut, och knappast någon kan bli förvånad över den, men ändå verkar den så otrolig att människor inte tar den på allvar. Men det kan mycket väl vara en fysisk egenskap i vår värld. Och vi kan vara på väg att se detta.
Matematiker är redan bekanta med den holografiska principen, först föreslagen av den berömda fysikern Gerard t'Hooft och utvecklad av den lika berömda fysikern Leonard Susskind. Han hävdar att för det första all information som finns i ett visst rymdområde kan representeras som ett hologram - en teori som "bor" på gränsen till detta område. Som en observatörberoende gravitationshorisont. Följaktligen kräver det en mindre dimension än den verkar. Mer exakt bör teorin vid gränserna innehålla högst en frihetsgrad per Planck-kvadrat. Mer allmänt, eftersom universum verkar vara tredimensionellt för oss, kan det faktiskt vara en tvådimensionell struktur överlagrad på en otroligt stor kosmisk horisont.
Tillbaka 1997 var Juan Maldacena den första som postulerade en teori om det holografiska universum och sade att tyngdkraften uppstår från tunna vibrerande strängar som finns i tio dimensioner. Sedan dess har många fysiker arbetat i denna riktning.
"Detta arbete har kulminerat under det senaste decenniet och antyder att underligt nog, allt vi upplever är inget annat än en holografisk projektion av processer som förekommer på någon avlägsen yta som omger oss," skrev fysiker Brian Green från Columbia University under 2011. "Du kan klämma dig själv, och din känsla kommer att vara ganska verklig, men det återspeglar en parallell process som äger rum i en annan, avlägsen verklighet."
Fysiker vid Wiens tekniska universitet har föreslagit att den holografiska principen fungerar även i platt tid och inte bara i teoretiska områden med negativ krökning. Som regel beskrivs gravitationsfenomen i tre rumsliga dimensioner, medan kvantpartiklar - endast i två. Det visar sig att du kan lägga över resultaten från vissa mätningar på andra - och denna fantastiska slutsats har skapat mer än 10 000 vetenskapliga artiklar i teoretisk fysik om ämnet negativt böjda utrymmen. Men fram till nu verkade det allt relativt långt från vårt eget, platta, positivt krökta universum.
"Om kvanttyngden i platt utrymme tillåter en holografisk beskrivning genom standard kvantteori, måste det finnas fysiska kvantiteter som kan beräknas i båda teorierna - och resultaten måste vara desamma," säger Daniel Grumiller från Wiens tekniska universitet. Detta inkluderar manifestationen av kvantförvirring i gravitationsteorin, det vill säga partiklar kan inte beskrivas individuellt. Det visar sig att du kan mäta mängden intrassling i ett kvantsystem, detta kallas entanglement entropy. Grumiller visar att den har samma storlek i platt kvanttyngd och i tvådimensionell fältteori.
Forskaren konstaterade att denna korrespondens kan kontrolleras genom exemplet med kvanttrassling, som manifesterar sig när egenskaperna hos objekt, ursprungligen relaterade till varandra, visar sig vara korrelerade även när de är separerade med ett avstånd från varandra: en förändring av egenskaperna hos ett objekt när man flyttar bort från andra från systemet påverkar egenskaperna resten.
”Dessa beräkningar bekräftar vårt antagande om att den holografiska principen kan äga rum i platta utrymmen. Detta är bevis för en sådan korrespondens i vårt universum, säger Max Riegler från Wiens tekniska universitet.
Kampanjvideo:
Låter otroligt. Men ett annat steg till förmån för ett holografisk universum är skrämmande.
Ilya Khel
