Наш Всесвіт – це голограма? І до чого тут чорні дірки?

Одна з найбільш перспективних спроб пояснитигравітацію – це спроба поглянути на неї інакше, наприклад, як на щось на зразок голограми – тривимірного ефекту, що з'являється на плоскій двовимірній поверхні. Ідея полягає в тому, що нам лише здається, що ми живемо у тривимірному всесвіті – насправді змін може бути лише дві. Такий погляд на світ називається голографічним принципом. Отже, уявімо, що деяка віддалена двовимірна поверхня містить усі дані, необхідні для повного опису нашого світу, і, як і в голограмі, ці дані проектуються у трьох вимірах. Подібно до персонажів на екрані телевізора, ми живемо на плоскій поверхні, яка виглядає так, ніби в неї є глибина.

Ми знаємо про гравітацію з часів Ньютона, але, як і раніше, намагаємося її зрозуміти

Як зрозуміти Всесвіт

Безумовно, голографічний Всесвіт здаєтьсяабсурдом. Але коли фізики, виходячи з розрахунків, припускають щось подібне, це означає, що всілякі фундаментальні фізичні проблеми — наприклад, природа чорних дірок та узгодження гравітації та квантової механіки — стають простішими. Якщо дуже просто, то закони фізики мають більше сенсу, коли описані у двох вимірах, а не у трьох.

Проте є важливі відмінності.По-перше, не існує прямих доказів того, що наш Всесвіт є двовимірною голограмою. По-друге, подібні обчислення – не те саме, що математичний доказ.

Голограма - це зображення системи, отримане за допомогою меншої кількості вимірювань, здатне вмістити всю інформацію з оригінальної системи.

Більше по темі: Наш Всесвіт народився в лабораторії?

Скоріше це інтригуючі припущення.Сумнів викликає також той факт, що перевірити цю теорію експериментальним шляхом неможливо. І все ж, сама ідея того, що наш Всесвіт – голограма, виникла з кількох парадоксів, які стосуються дивної фізики чорних дірок.

Чи зберігають чорні дірки інформацію?

У 1974 році знаменитий фізик-теоретик СтівенХокінг виявив, що чорні діри випромінюють невелику кількість випромінювання з часом. Коли ця енергія піде з горизонту подій – зовнішнього краю чорної діри – чорна діра має повністю зникнути. Ця ідея породила так звану проблему втрати інформації у чорній дірі.

Довгий час вважалося, що фізична інформаціяне може бути знищена: всі частинки зберігають свою первісну форму, а якщо вони змінюються, то впливають на інші частинки. Таким чином, наприкінці життєвого циклу чорної діри можна визначити вихідний стан набору частинок.

Хто знає, можливо наш світ і весь Всесвіт – це голограма

Але тут виникає проблема: якщо чорна діра зникає, то вся інформація, яка є в будь-якому поглиненому об'єкті, мабуть, зникає теж.

Наприкінці ХХ століття дослідники припустили, щоколи об'єкт виявляється всередині чорної дірки, то залишає після себе свого роду 2D-відбиток, інформацію про який закодовано на горизонті подій. Пізніше, коли випромінювання залишає чорну дірку, воно вловлює відбиток цих даних.

Це цікаво: Всесвіт розширюється швидше, ніж припускали вчені?

Таким чином інформація насправді незникає безвісти. Проведені розрахунки показали, що зберігати інформацію можна лише на двовимірній поверхні чорної дірки. І за допомогою цієї інформації можна повністю описати будь-які, начебто, тривимірні об'єкти всередині неї.

Вся інформація, що міститься в певній області простору, може бути подана як «голограма»

Нагадаємо, що чорні діри поводяться ввідповідно до Загальної теорії відносності Ейнштейна. Але крихітні частинки за межами чорних дірок грають за правилами Стандартної моделі фізики елементарних частинок, яка описує Всесвіт в абсолютних найдрібніших масштабах.

Щоб завжди бути в курсі останніх новин зі світу науки та високих технологій, підписуйтесь на наш канал у Telegram. Тож ви точно не пропустите нічого цікавого!

Від чорних дірок до всього Всесвіту

Погляд на весь Всесвіт як на двовимірний об'єкт,який лише здається тривимірним, може допомогти вирішити деякі серйозніші проблеми в теоретичній фізиці. Справа в тому, що математика працює незалежно від того, чи йдеться про чорну дірку, планету або цілий Всесвіт.

Більше того, розглядаючи всесвіт у двох вимірах, дослідники змогли створити теорію струн - широку структуру, в якій основнимибудівельними блоками Всесвіту є одномірні струни, а не частинки – чітко узгоджені з добре встановленими законами фізики елементарних частинок. Можна навіть сказати, що голографічний принцип поєднав теорію гравітації з теоріями фізики частинок.

І так, все це все сильно відрізняється від твердження про те, що наш Всесвіт — а не цей дивний гіпотетичний — є голограмою.

математично, Всесвіт вимагає лише двох вимірів. Все інше – лише ілюзія

Але незважаючи на відсутність доказів,Голографічний принцип передбачає, що існує межа того, скільки інформації може містити простір-час, тому що наш здається тривимірним простір-час кодується обмеженою кількістю 2D-інформації.

Читайте також: Вчені наблизилися до розуміння того, чому існує Всесвіт

Голографічна двоїстість такожпередбачає, що тривимірна всесвіт, подібно до простору всередині чорних дірок, математично пов'язана з двовимірним всесвітом. І якщо математика справді є мовою Всесвіту, то колись учені знайдуть відповіді на численні питання про те, чи є наш світ симуляцією, частиною нескінченного Мультивсесвіту чи чимось зовсім іншим, про що ніхто на нашій блакитній планеті поки не знає.