Teorie demnă de filmele Matrix. De ce unii fizicieni cred că Universul nostru ar putea fi o hologramă
Unii oameni de știință susțin acum că omenirea, Pământul și orice altceva din Univers sunt de fapt parte a unei proiecții holografice uriașe.
Universul infinit cu stele și galaxii în spațiul cosmic FOTO Shutterstock / NASA
Deși acest lucru ar putea părea prea familiar fanilor Matrix, această idee îndrăzneață ar putea rezolva unele dintre cele mai dificile întrebări ale fizicii.
De la ce se întâmplă în cazul în care cazi într-o gaură neagră la cum a fost universul imediat după Big Bang, gândirea noastră ca fiind holografică ar putea oferi răspunsul, potrivit Daily Mail.
Potrivit profesorului Marika Taylor, fizician teoretician de la Universitatea din Birmingham, Universul este de fapt bidimensional.
Cu toate acestea, la fel ca atunci când urmărim un film 3D pe un ecran plat, imaginile de pe acea suprafață 2D par să aibă profunzime datorită modului în care sunt proiectate pe ea.
Așadar, deși vedem lumea din jurul nostru ca pe o structură tridimensională complexă, profesorul Taylor susține că aceasta este doar o iluzie. Asta nu înseamnă că viețile noastre sau universul sunt mai puțin reale, dar cosmosul ar putea fi mult mai ciudat decât am crezut până acum.
Ce este teoria universului holografic?
Când vă gândiți că universul este o hologramă, vă puteți imagina imaginile proiectate din Războiul Stelelor sau ABBA Voyage.
Deși aceasta este ideea de bază corectă, nu este chiar același tip de hologramă la care se gândesc fizicienii. Ideea că Universul este o hologramă nu are nimic de-a face cu lumina sau cu proiectoarele, așa cum ar putea sugera numele.
În limbaj științific, o hologramă este o suprafață bidimensională care pare să aibă o a treia dimensiune - precum imaginile holografice de pe unele cărți de credit.
Deoarece hologramele par tridimensionale, vă puteți mișca în jurul lor și puteți vedea diferite părți ale imaginii ca și cum ar exista un obiect real acolo.
Cu toate acestea, dacă v-ați întinde mâna pentru a atinge una dintre ele, ați găsi doar o suprafață plată. Oameni de știință precum profesorul Taylor susțin că întregul univers este exact așa - o suprafață bidimensională care doar pare să aibă trei dimensiuni.
În loc ca universul să fie ca un bloc solid, profesorul Taylor spune că ar trebui să ne gândim la el mai degrabă ca la o minge goală.
Sistemele noastre solare și galaxiile sunt conținute în spațiul „3D” din interiorul mingii, însă structura reală a suprafeței universului are doar două dimensiuni.
Conform „principiului holografic”, putem descrie mișcările gravitaționale ale planetelor și stelelor din interiorul mingii doar vorbind despre ceea ce se întâmplă pe suprafața bidimensională.
Deși acest lucru ar putea părea complet nebunesc, oamenii de știință susțin că întoarcerea lumii noastre pe dos nu este neapărat o problemă.
Profesorul Taylor spune: "Este foarte greu să vizualizăm acest lucru. Cu toate acestea, este, de asemenea, destul de greu de vizualizat ceea ce se întâmplă în interiorul unui atom. La începutul secolului al XX-lea am aflat că atomii urmează reguli cuantice, care sunt, de asemenea, destul de diferite de realitatea noastră cotidiană. Holografia ne duce într-o lume și mai extremă, în care nu numai că forțele sunt de natură cuantică, dar și numărul de dimensiuni este diferit de realitatea pe care o percepem”.
Înseamnă acest lucru că universul nu este real?
Una dintre cele mai mari concepții greșite despre teoria holografică este că aceasta înseamnă că universul nu este real sau că ne aflăm într-un fel de simulare.
Hologramă
Deși hologramele cu care suntem familiarizați sunt întotdeauna proiectate de cineva și pot fi pornite sau oprite după bunul plac, nu asta spun oamenii de știință despre univers.
Profesorul Taylor spune: „Filmele Matrix sunt foarte provocatoare, dar probabil că nu surprind toate ideile din holografie”.
Matrix
De asemenea, Fermilab, un laborator de fizică a particulelor al Departamentului pentru Energie al Statelor Unite, afirmă că noțiunea de univers ca „simulare” poate induce în eroare.
Fermilab scrie: „Ideea că universul nostru familiar tridimensional este cumva codificat în două dimensiuni la cel mai fundamental nivel nu implică faptul că există cineva sau ceva în afara reprezentării bidimensionale, proiectând iluzia sau rulând simularea”.
Aceasta înseamnă că nu trebuie să ne facem griji că ne aflăm în vreun fel de simulare de tip Matrix, chiar dacă universul este holografic.
În mod similar, una dintre consecințele principiului holografic este că caracteristici ale universului precum a treia dimensiune și gravitația nu sunt o parte fundamentală a realității.
Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că oamenii de știință spun că acestea nu sunt reale.
În schimb, fizicienii spun că gravitația și dimensiunile superioare sunt proprietăți „emergente”.
Profesorul Kostas Skenderis, un fizician matematician de la Universitatea din Southampton, spune că se poate gândi la acest lucru în același mod ca la temperatură.
Dacă ne uităm la un atom individual, acesta nu are o temperatură, ci doar o poziție și o viteză.
Dar dacă sunt destui atomi care se mișcă și se ciocnesc între ei, putem spune că au o temperatură colectivă.
"Temperatura nu este o proprietate intrinsecă a particulelor elementare. Ea apare mai degrabă ca o proprietate a unei colecții a acestora. Acest lucru nu face ca temperatura să fie mai puțin reală. Mai degrabă o explică", spune profesorul Skenderis.
De asemenea, gravitația și dimensiunea a treia apar atunci când părți ale universului 2D interacționează în anumite moduri.
Și, la fel cum faptul că știți că temperatura este o simplă mișcare a atomilor nu vă face ceaiul mai puțin fierbinte, acest lucru nu face gravitația sau adâncimea mai puțin reale.
De ce cred oamenii de știință că universul este o hologramă?
Deși acest lucru ar putea părea un exercițiu matematic interesant, s-ar putea să vă întrebați de ce oamenii de știință se obosesc să încerce să explice totul în două dimensiuni.
Răspunsul la această întrebare se trage de la o problemă propusă de Stephen Hawking, cunoscută sub numele de „paradoxul informației”, care sugerează că găurile negre încalcă o lege fundamentală a fizicii.
Poate ați auzit de legea fizicii care spune că materia nu poate fi creată sau distrusă.
În același mod, o lege a fizicii cuantice este că „informația” nu poate fi creată sau distrusă.
Profesorul Taylor spune: „Paradoxul informației constă în faptul că găurile negre par să își piardă memoria a ceea ce a fost aruncat în interiorul lor”.
Imaginați-vă că scrieți un mesaj pe o bucată de hârtie și apoi o rupeți în bucăți mici.
Ați putea crede că ați distrus informația, dar oricât de mici ar fi bucățile, cineva le-ar putea pune la loc și le-ar putea citi.
Cu toate acestea, dacă ați arunca acel bilet într-o gaură neagră, nu ați mai putea face nimic pentru a reconstitui informația.
Oamenii de știință au început să realizeze, la sfârșitul anilor 1970, că această problemă poate fi evitată, dar numai dacă ne gândim la găurile negre ca la ceva bidimensional.
Din acest punct de vedere, atunci când îți arunci biletul într-o gaură neagră, informația este împrăștiată pe granița bidimensională a găurii negre, în loc să fie distrusă.
Acesta este punctul de vedere pe care Stephen Hawking, care a descoperit Paradoxul Informației, a ajuns să îl adopte în ultimii ani dinaintea morții sale.
Dacă acest lucru este greu de imaginat, nu vă faceți griji; chiar și fizicienii încă încearcă să înțeleagă exact ce ar putea însemna asta.
Lucrul important de înțeles este că, dacă privim lumea în două dimensiuni, fizicienilor le este mai ușor să înțeleagă ce se întâmplă în anumite cazuri.
Acest lucru este deosebit de util atunci când dorim să înțelegem ce se întâmplă când gravitația este extrem de puternică, cum ar fi în primele câteva secunde după Big Bang sau în interiorul unei găuri negre.
Și, dacă acest lucru funcționează pentru cele mai dense și mai sălbatice obiecte din univers, ar trebui să funcționeze pentru orice altceva existent.
După cum spune profesorul Skenderis: „Fizica găurilor negre sugerează că avem nevoie doar de informații în spațiul 2D pentru a descrie universul 3D”.
Avem vreo dovadă în acest sens?
Una dintre cele mai mari provocări pentru teoria holografică este că este foarte greu de dovedit.
Deocamdată, profesorul Taylor spune că oamenii de știință nu au găsit nicio „dovadă palpabilă” a naturii holografice a universului.
Totuși, acest lucru nu îi oprește pe fizicieni să încerce să găsească diferențele subtile pe care teoria holografică le prezice.
Unul dintre cele mai bune locuri de căutare este în primele momente ale universului, păstrate în energia rămasă de la Big Bang, numită fondul cosmic de microunde (CMB).
Profesorul Craig Hogan, astrofizician la Universitatea din Chicago și director al Fermilab Center for Particle Astrophysics, afirmă că această radiație ar trebui să păstreze „zgomotul holografic”.
Profesorul Hogan spune: "CMB și toate structurile la scară largă ar trebui să provină din zgomotul cuantic-gravitațional. Dacă este holografic, modelul CMB prezintă semne în acest sens. Păstrează o imagine a procesului care l-a creat”.
Profesorul Hogan spune că CMB dezvăluie „simetrii surprinzătoare pe cer” pe care te-ai aștepta să le găsești dacă universul ar fi o hologramă.
De asemenea, cercetările efectuate de profesorul Skenderis arată într-adevăr că structura detaliată a CMB poate fi descrisă de teoria holografică.
Profesorul Skenderis spune: "Am testat predicțiile modelelor holografice în raport cu proprietățile observate ale CMB, găsind o concordanță excelentă. Acesta este singurul test observațional direct al holografiei de până acum”.
Sursa: adevarul.ro
