Czy nasz wszechświat jest tylko złudzeniem?

Znamy coraz więcej przesłanek świadczących o tym, że nasza rzeczywistość jest tylko hologramem.

Świat, który postrzegamy, może być w rzeczywistości tylko dwuwymiarowym obrazem, projektowanym na kosmicznym horyzoncie. Brzmi jak szaleństwo? Tymczasem naukowcy coraz chętniej skłaniają się w stronę tej teorii.

Trójwymiarowa natura rzeczywistości jest fundamentalną cechą doświadczanego przez nas świata. Jednak coraz więcej naukowców zaczyna wierzyć, że sprzeczności pojawiające się między teorią Einsteina a mechaniką kwantową mogłyby zostać rozwiązane, gdyby rozważyć każdy znany nam trójwymiarowy obiekt, jako projekcję subatomowych „bajtów informacyjnych”, wyświetlanych w dwuwymiarowej flatlandii.

Czterej fizycy z Uniwersytetu Technicznego w Wiedeniu – Daniel Grumiller, Max Riegler, Arjun Bagchi i Rudranil Basu opublikowali właśnie pierwszą pracę, przedstawiającą dowody na to, że trójwymiarowa przestrzeń może zostać matematycznie zredukowana jedynie do dwuwymiarowej projekcji.

Cały pomysł opiera się na założeniu, że rzeczywistość to hologram – wygląda na trójwymiarowy, ale tak naprawdę jest tylko dwuwymiarową projekcją.

Rozwiązanie takie po raz pierwszy zaproponowano jako wyjaśnienie słynnego „paradoksu informacji” Stephena Hawkinga ponad 30 lat temu . Paradoks odnosi się do natury czarnych dziur, które pochłaniają całą materię, jaka do nich „wpadnie”, jednak jak zauważył Hawking, z punktu widzenia mechaniki kwantowej, takie zachowanie nie jest możliwe.

Poszukując rozwiązania tego problemu fizyk Juan Maldacena wykazał, że zasada hologramu może być jak najbardziej słuszna w przypadku tzw. przestrzeni anty de Sittera. Jest to teoretyczna przestrzeń, która pozwala na wykonanie kalkulacji, które w naszej rzeczywistości byłyby prawie niemożliwe do przeprowadzenia.

Maldacena wykazał, że sprzeczne (w znanej nam rzeczywistości) równania teorii względności i mechaniki kwantowej, stanowią w przestrzeni anty Sittera swoje idealne odwzorowanie. Wynik był o tyle niespodziewany, że w mającej idealnie symetryczną naturę przestrzeni anty Sittera, pogodzone zostały prawa dwu i trójwymiarowej rzeczywistości (do opisu praw grawitacji używa się trzech wymiarów, podczas gdy kwantowa teoria pola wymaga tylko dwóch).

Nasz wszechświat nie jest jednak przestrzenią anty Sittera, pytanie jednak czy poprawnie funkcjonujące w niej równania, mogłyby znaleźć zastosowanie również w naszej rzeczywistości.

Aby stwierdzić czy nasz wszechświat może być hologramem wyliczenia fizyczne musiałby być dokonane zarówno z wykorzystaniem kwantowej teorii pola jak i teorii grawitacji w odniesieniu do tzw. płaskiego wszechświata (w którym żyjemy), a nie teoretycznej przestrzeni, a wyniki musiałby do siebie pasować.

Aby to przetestować zespół Grumillera postanowił dokonać obliczeń na przykładzie splątania kwantowego.

Splatanie kantowe opisuje cząsteczki, które tworzą jeden obiekt kwantowy, mimo iż poszczególne cząsteczki tworzące go, mogą znajdować się w różnym położeniu. Obiektu tego nie można opisywać jako oddzielnych cząstek – należy traktować go jako jedną całość. Poziom wzajemnego splątania wyraża tzw. entropia splątania.

Po siedmiu latach obliczeń zespół wykazał, że entropia splątania przybiera taką samą wartość w sytuacji, gdy była liczona według teorii pola kwantowego oraz teorii grawitacji dla płaskiego wszechświata.

„Obliczenie to potwierdza nasze założenie, że zasada holograficzna może również zostać urzeczywistniona w płaskich światach „, powiedział Riegler w komunikacie prasowym. „To dowód na to, że zasada hologramu może być prawdziwa dla naszego wszechświata.”

Zasada hologramu zastosowana w znanym nam świecie może rozwiązać wiele niezgodności między fizyką relatywistyczną a kwantową, w tym paradoks informacji czarnych dziur. Byłby to również sposób na rozwiązanie kilku trudnych problemów kwantowych za pomocą stosunkowo prostych równań grawitacyjnych.

Czy żyjemy w jednej wielkiej symulacji? Niczym w Matrixie? Jeśli nasz wszechświat jest wyłącznie iluzją, to prawdopodobnie tak bliską rzeczywistości, jak tylko to jest możliwe.