6 miesięcy temu

Pierwszy dowód na hologramowy wszechświat!

Przez dziesięciolecia naukowcy bawili się intelektualnie koncepcją, że nasz wszechświat jest, albo był, gigantycznym hologramem, w którym prawa fizyki wymagają istnienia tylko dwóch wymiarów.  

Tak niesamowicie abstrakcyjna koncepcja wydaje się niezwykle trudna do udowodnienia. Jednak naukowcy ogłosili właśnie, że mają pierwsze obserwacyjne dowody z wczesnego wszechświata,  które tak dobrze pasują do modelu hologramu jak model standardowy do Wielkiego Wybuchu.

“Proponujemy koncepcję holograficznego wszechświata,  która jest zupełnie inna od  powszechnie akceptowanego modelu Wielkiego Wybuchu, opierającego się na grawitacji i inflacji”  mówi członek zespołu Niayesh Afshordi z Uniwersytetu Waterloo w Ontario, Kanada.

“Każdy z tych modeli postuluje inne przypuszczenia,  które za jakiś czas będziemy mogli przetestować udoskonalając nasze podstawy teoretyczne w ciągu najbliższych pięciu lat”.

Wyjaśnijmy jednak jedną kwestie – naukowcy nie mówią, że żyjemy w hologramowym wszechświecie, ale że był on taki w pewnych  bardzo wczesnych momentach swojego rozwoju – kilka tysięcy lat po Wielkim Wybuchu.

W latach ‘90 fizyk fizycy Leonard Susskind i noblista Gerard ‘t Hooft spopularyzowali ideę o dwuwymiarowym, hologramowym wszechświecie. Według tego, prawa fizyki nie wymagają technicznie istnienia trzech wymiarów.

Jak więc dwuwymiarowy hologram może wydawać się trójwymiarowy?

Podstawowym założeniem jest to, że opis każdego trójwymiarowego ciała lub rejonu przestrzeni zawarty jest na dwuwymiarowej powierzchni otaczającej to ciało. Albo mówiąc inaczej horyzont obserwatora zależnego od grawitacji wymaga jednego wymiaru mniej niż się wydaje. Tak więc trójwymiarowy hologram zostaje wyświetlony na dwuwymiarowym ekranie –  tak nasz wszechświat został wygenerowany w granicach przestrzeni.

Od 1997 roku  opublikowano ponad 10 tys.  prac naukowych wspierających tę ideę – nie jest więc ona szalona jak za pierwszym razem brzmi.

Teraz Afshordi i jego zespół stwierdził, że po zbadaniu nieprawidłowości w kosmicznym promieniowaniu tła – “poświaty” pozostałej po Wielkim Wybuchu – znaleźli mocne dowody na poparcie holograficznej natury wczesnego Wszechświata..

“Wyobraź sobie, że wszystko co można zobaczyć, poczuć i usłyszeć w trzech wymiarach (i naszej percepcji czasu) w rzeczywistości pochodzi z płaskiego dwuwymiarowego pola” mówi członek zespołu Kostas Skenderis z Uniwersytetu Southampton w Wielkiej Brytanii”.

“Pomysł jest podobny do zwykłego hologramu, gdzie trójwymiarowy obraz jest kodowany w dwuwymiarowej płaszczyźnie, tak jak hologram na karcie kredytowej. Jednak tym razem cały Wszechświat zostałby zakodowany”.

Fizycy  poszukują dowodów na teorię hologramu, ponieważ pomimo iż model Wielkiego Wybuchu brzmi o wiele bardziej sensownie istnieją w nim pewne fundamentalne luki, które wstrzymują całe nasze rozumienie praw fizyki.  Zgodnie ze scenariuszem Wielkiego Wybuchu chemiczne reakcje spowodowały masywną ekspansje, która zapoczątkowała formowanie się wszechświata. Na tym wczesnym etapie kosmos ulegał inflacji.

Podczas gdy większość fizyków akceptuje założenia kosmicznej inflacji nikt nie jest w stanie zrozumieć dokładnego mechanizmu odpowiedzialnego za coraz szybsze rozrastanie się wszechświata – zwiększającego swój rozmiar z poziomu subatomowych cząstek do wielkości piłki golfowej niemal natychmiast.

Podobnie dwie podstawowe teorie w fizyce –  względności oraz założenia mechaniki kwantowej nie sumują się, gdy próbujemy wyjaśnić zachowania wielkich obiektów w ich atomowym wymiarze.  Te fundamentalne założenia fizyki nie są w stanie wyjaśnić jak składniki wszechświata zostały zapakowane do swojej subatomowej formy.

“Jedna hipoteza  stara się pogodzić dwie – w formie kwantowej grawitacji. Zakłada, że jeśli pozbędziemy się wymiarów przestrzennych będziemy mogli pozbyć się również grawitacji w kalkulacjach, czyniąc wszystko łatwiejszym”.  

“Wszechświat jest hologramem w tym sensie, że opis wszechświata bazuje na systemie niższych wymiarów, który jest zgodny ze wszystkim co wiemy na temat Wielkiego Wybuchu”.

Aby sprawdzić jak zasada hologramowa poradziłaby sobie z wyjaśnieniem Wielkiego Wybuchu i jego następstwami, zespół zbudował model z jednym czasem ale dwoma różnymi wersjami wymiarów.  Kiedy do modelu wprowadzono aktualne dane z kosmosu (między innymi z obserwacji kosmicznego promieniowania tła), stwierdzono, że dane pasują idealnie, ale tylko jeśli model wszechświata ma nie więcej niż 10 stopni szerokości.

Model hologramowy odnosi się tylko i wyłącznie do wczesnego wszechświata i tak naprawdę pozostaje jeszcze dużo pracy by udowodnić z całą pewnością, że miał on charakter dwuwymiarowy. Teraz pozostaje pytanie jak przeszliśmy z dwóch do trzech wymiarów.  Na chwilę obecną, jak zapewniają naukowcy, istniejemy z całą pewnością w trójwymiarowej rzeczywistości.