De zeci de ani, oamenii de știință au luat în considerare ideea că Universul nostru este (sau a fost odată) o hologramă gigantică și extrem de complexă, în care toate legile fizice necesită doar două dimensiuni, dar totul din jurul nostru acționează în conformitate cu trei dimensiuni. După cum vă puteți imagina, o astfel de ipoteză nu este deloc ușor de dovedit, dar fizicienii raportează că au găsit în cele din urmă primele dovezi observabile că Universul timpuriu ar putea corespunde în mod ideal așa-numitului principiu holografic și acest lucru nu contrazice deloc modelul standard al Big Bang-ului.
„Propunem să folosim acest model holografic al universului, care este foarte diferit de cel mai popular model standard Big Bang bazat pe gravitație și inflație”, spune unul dintre participanții la studiu Nyayesh Afshordi de la Universitatea din Waterloo din Canada.
„Fiecare dintre aceste modele ne permite să facem predicții diferite pe care să le putem testa și, pe baza acestora, să rafinăm și să completăm înțelegerea noastră teoretică asupra universului. Mai mult, acest lucru se poate face în următorii cinci ani."
Pentru a clarifica: oamenii de știință nu spun că în acest moment trăim cu toții într-o hologramă. Ei speculează doar că, în stadiul incipient - în câteva sute de mii de ani după Big Bang - totul în univers a devenit o proiecție tridimensională, creată inițial din granițe bidimensionale.
Dacă nu sunteți deloc familiarizați cu epopeea teoretică „Universul nostru este o hologramă”, atunci iată o mică excursie în istorie. Teoria conform căreia întregul nostru univers este o hologramă datează din anii 1990, când fizicianul teoretic american Leonard Susskind a început să-și promoveze maselor ideea că legile fizicii pe care le cunoaștem nu necesită de fapt trei dimensiuni.
Deci, cum este universul din jurul nostru tridimensional, dar „în realitate” este reprezentat ca bidimensional? Ideea se bazează pe faptul că volumul spațiului său este „codificat” în anumite limite, sau în așa-numitul câmp al orizontului gravitațional, ale cărui limite depind de punctul de observare. Înainte de a începe să râdeți, rețineți că, din 1997, au fost scrise peste 10.000 de lucrări care susțin această idee. Cu alte cuvinte, nu este atât de nebună pe cât ar putea părea la prima vedere. Ei bine, doar puțin.
Acum Afshordi și echipa sa au raportat că, ca parte a studiului lor asupra distribuției inegale a CMB (radiații reziduale din Big Bang), au găsit dovezi puternice care susțin explicația formei holografice a Universului în primele sale etape de dezvoltare.
Video promotional:
„Imaginați-vă că tot ceea ce vedeți, simțiți și auziți în trei dimensiuni (și cu percepția dvs. asupra timpului) provine de fapt dintr-un câmp plat bidimensional”, spune Costas Skenderis de la Universitatea din Southampton și unul dintre participanții la studiu.
„Principiul este similar cu ceea ce putem găsi în hologramele convenționale, unde o imagine tridimensională este codificată într-un plan bidimensional. Aceasta, de exemplu, este caracteristică hologramelor de pe aceleași carduri de credit. Cu toate acestea, în cazul nostru vorbim deja despre faptul că întregul Univers este codificat în acest fel."
Motivul pentru care fizicienii sunt deloc interesați de principiul holografic, în timp ce modelul standard al Big Bang-ului arată mult mai clar și mai logic, este că există unele lacune în acesta din urmă, dar aceste lacune sunt atât de fundamentale încât încetinesc procesul de înțelegere a tuturor legilor fizice. în general și încă în mugur.
Conform scenariului Big Bang, reacțiile chimice au dus la o extindere foarte mare a spațiului original care a dus la formarea universului nostru. Și la începutul nașterii sale, viteza acestei expansiuni (inflația) a fost colosală. În timp ce majoritatea fizicienilor susțin teoria inflației cosmice, nimeni nu a reușit încă să-și dea seama mecanismul exact responsabil pentru această expansiune dramatică a universului la viteze mai rapide decât viteza luminii și creșterea de la nivelul subatomic până în prezent. Totul s-a întâmplat aproape instantaneu.
Problema este că niciuna dintre teoriile noastre actuale nu este capabilă să explice cum funcționează toate împreună. Luați, de exemplu, relativitatea generală, care explică perfect comportamentul obiectelor mari, dar este incapabilă să explice comportamentul celor mai mici. Acesta este deja mediul mecanicii cuantice, care, la rândul său, este incapabil să explice multe alte lucruri. Toate acestea întristează și mai mult atunci când este necesar să se explice cum, în sens literal, toată masa și energia existente în Univers au fost inițial concentrate într-un spațiu mic. O ipoteză încearcă să combine ambele fenomene simultan, cealaltă, despre gravitația cuantică, spune că, dacă puteți renunța la o dimensiune spațială, atunci puteți scădea gravitația în calculele dvs. pentru a simplifica sarcina de calcul.
Principiul holografic
„Totul este o hologramă. În sensul că există o descriere a Universului care spune că probabilitatea chiar și a unui număr redus de dimensiuni corespunde cu tot ceea ce putem vedea după Big Bang”, spune Afshordi.
Pentru a testa cât de bine se descurcă principiul holografic al universului cu explicarea a tot ce s-a întâmplat chiar în momentul Big Bang-ului și după acest eveniment, echipa de oameni de știință a creat un model de computer cu o singură dată și două dimensiuni spațiale.
Când cercetătorii au introdus datele pe care le cunoaștem despre univers în acest model, inclusiv informații despre observațiile CMB - radiații termice care au apărut la doar câteva sute de mii de ani după Big Bang - nu au găsit nicio contradicție. Totul se potrivea perfect. Inclusiv radiații de relicve. Modelul a recreat perfect comportamentul secțiunilor subțiri ale radiației relicve, dar nu a putut să recreeze „felii” mai mari ale universului cu o lățime de peste 10 grade. Acest lucru va necesita un model mai complex.
Oamenii de știință explică faptul că sunt foarte departe de a demonstra că universul nostru a fost odată o proiecție holografică. Cu toate acestea, avem acum faptul de a obține date empirice colectate pe baza cunoștințelor reale despre Univers. Acest fapt poate fi în cele din urmă începutul descoperirii unei posibilități care va explica părțile lipsă din legile fizice în termeni de reprezentare bidimensională. Cu alte cuvinte, opera lui Afshordi și a colegilor săi demonstrează doar că renunțarea imprudentă la posibilitatea unui model holografic al Universului este un lux absolut de neiertat.
Înseamnă asta că acum trăim cu toții într-o hologramă complexă? Potrivit lui Afshordi, acest lucru nu este în întregime adevărat. Modelul lor este capabil să descrie ceea ce s-a întâmplat numai în prima epocă a Universului, dar nu și starea sa actuală. Cu toate acestea, acum merită luat în considerare modul în care lucrurile din spațiul bidimensional pot fi proiectate în spațiul tridimensional, dacă, desigur, vorbim despre univers și nu despre carduri de credit.
„Aș spune că nu trăim într-o hologramă. Dar nu ar trebui să renunțăm la posibilitatea de a ieși din ea. Cu toate acestea, în 2017 trăiești cu siguranță în trei dimensiuni”, a rezumat Afshordi.
NIKOLAY KHIZHNYAK
