Nowe dowody potwierdzające, że nasz wszechświat to hologram

Najnowsze badania austriackich naukowców wskazują, że wszechświat potrzebuje mniej wymiarów niż pierwotnie przypuszczaliśmy. Okazuje się, że może być to jedna z fundamentalnych właściwości naszego uniwersum.

Na pierwszy rzut oka, wszechświat wygląda tak jakby posiadał trzy wymiary. Jednak zasada holograficzna opisuje uniwersum w sposób matematyczny jako byt dwuwymiarowy. Trójwymiarowy wszechświat może być po prostu dwuwymiarową strukturą informacyjną znajdującą się na horyzoncie kosmologicznym. Uczeni porównują go do hologramów, jakie znajdują się na kartach kredytowych - w rzeczywistości są one dwuwymiarowe, choć my widzimy je jako trójwymiarowe.

W 1997 roku fizyk Juan Maldacena zaproponował pojęcie, według którego z jednej strony istnieje zgodność między teorią grawitacji w tzw. zakrzywionej przestrzeni anty-de Sittera, a z drugiej strony istnieje zgodność teorii pola kwantowego w przestrzeni o jeden wymiar mniejszej. Zjawisko grawitacji jest opisywane w tej teorii w trzech wymiarach, natomiast zachowanie cząsteczek kwantowych obliczane jest już w dwóch wymiarach. Dla naukowców zgodność ta jest zaskakująca - na temat korespondencji AdS/CFT Maldena opublikowano już ponad 10 tysięcy prac naukowych.

Daniel Grumiller z Uniwersytetu Technologicznego w Wiedniu powiedział, że my nie żyjemy w przestrzeni anty-de Sittera. Jego zdaniem nasz Wszechświat jest dość płaski i posiada dodatnią krzywiznę. Jednak naukowiec podejrzewa, że zasada korespondencji może okazać się prawdziwa również w przypadku naszego uniwersum. Aby zbadać tę hipotezę, należałoby stworzyć teorie grawitacyjne, które nie brałyby pod uwagi przestrzeni anty-de Sittera, ale płaskiej powierzchni. Jego zespół badawczy przy współpracy z naukowcami ze Szkocji, USA, Indii i Japonii pracowali nad tym przez trzy lata.

Na łamach czasopisma "Physical Review Letters" pojawił się artykuł który potwierdził zasadę korespondencji w płaskim wszechświecie. Grumiller wyjaśnia, że jeśli grawitacja kwantowa w płaskiej przestrzeni pozwala na holograficzny opis poprzez standardową teorię kwantową, to muszą być również wielkości fizyczne, które można obliczyć w obu teoriach - a wyniki muszą być zgodne. Zwłaszcza jedna kluczowa cecha mechaniki kwantowej - splątanie kwantowe - musi pojawić się w teorii grawitacji.

Gdy cząsteczki kwantowe są splątane, nie można opisywać ich indywidualnie. Tworzą one jeden kwantowy obiekt, nawet jeśli znajdują się daleko od siebie. Za pomocą entropii kwantowej można obliczyć liczbę splątań w układzie kwantowym. Naukowcy wykazali, że entropia splątań przyjmuje taką samą wartość w płaskiej grawitacji kwantowej oraz w teorii niskowymiarowego pola kwantowego.

Max Riegler powiedział, że dzięki dokonanym obliczeniom potwierdzono iż zasada holograficzna może być również realizowana w płaskich przestrzeniach. Uczeni zdobyli dowód na ważność tej korespondencji w naszym wszechświecie. Przeprowadzone badania jeszcze nie udowadniają, że żyjemy w hologramie, lecz teoria ta staje się coraz bardziej prawdopodobna.

Tylkonauka.pl
Dowiedz się więcej na temat: Wszechświat | badania kosmosu | Hologram
Najlepsze tematy