Физиците вярват, че живеем в гигантска холограма
Някои физици всъщност вярват, че Вселената, в която живеем, може да бъде гигантска холограма. Тази научна професия става все по-популярна. И най-интересното е, че тази идея не прилича съвсем на моделиране като "Матрицата", а по-скоро води до факта, че макар да ни се струва, че живеем в триизмерна вселена, тя може да има само две измерения. Това се нарича холографски принцип.
Идеята се свежда до следното: някаква отдалечена двумерна повърхност съдържа всички данни, необходими за пълно описание на нашия свят - и като холограма тези данни се проектират в три измерения. Подобно на героите от телевизионния екран, ние живеем на равна повърхност, която само ни се струва дълбока.
Звучи абсурдно. Но ако физиците стигнат до заключението, че техните изчисления са правилни, всички големи проблеми на физиката - като природата на черните дупки и съгласуването на гравитацията и квантовата механика - ще бъдат много по-лесни за решаване. Накратко, законите на физиката имат повече смисъл, когато се пишат в две измерения, а не в три.
„Това не е луда идея сред повечето физици-теоретици“, казва Леонард Сускинд, физикът от Станфорд, който за първи път формално формира идеята преди десетилетия. "Той се превърна в работещ ежедневен инструмент за решаване на физически проблеми.".
Има обаче важен момент, който трябва да се отбележи. Няма преки доказателства, че нашата Вселена всъщност е двумерна холограма. Тези изчисления не са същото като математическо доказателство. По-скоро те са интригуващо внушение, че нашата Вселена може да е холограма. И въпреки че не всички физици са сигурни, че имаме добър начин да тестваме идеята експериментално.
Откъде идва идеята, че Вселената може да бъде холограма?
Тази идея първоначално възникна от няколко парадокса, свързани с черните дупки.
1. Парадоксът на загубата на информация в черна дупка
През 1974 г. Стивън Хокинг открива, че черните дупки, противно на общоприетото схващане, излъчват малки количества радиация с течение на времето. В крайна сметка, когато цялата енергия изтича от хоризонта на събитията - външната граница на черната дупка - черната дупка трябва напълно да изчезне.
Независимо от това, тази идея доведе до появата на проблема със загубата на информация в черна дупка. Дълго време се смяташе, че физически информацията не може да бъде унищожена: всички частици приемат първоначалната си форма или в случай на промяна въздействат върху други частици, така че промените могат да се използват за възстановяване на първоначалното състояние на частиците.
Като аналогия си представете куп документи, подадени на шредер. Дори ако документите са разкъсани на малки частици, информацията в тях пак ще съществува. Той ще бъде разбит на малки части, но няма да изчезне и в рамките на определено време документът може да бъде сглобен отново. Следователно можете да разберете какво е писано в него. По принцип същото може да се приложи и за частици.
Но има проблем: ако черна дупка изчезне, информацията за всеки всмукан в нея обект също изглежда изчезва.
Едно от решенията, предложено от Susskind и холандския физик Gerard t'Hooft в средата на 90-те години, е, че когато даден обект бъде изтеглен в черна дупка, той оставя след себе си вид двуизмерен отпечатък, кодиран в хоризонта на събитията. По-късно, когато радиацията излезе от черната дупка, тя взема пръстовите отпечатъци на тези данни. По този начин информацията всъщност не се унищожава.
Изчисленията показват, че на двуизмерната повърхност на черна дупка може да се съхранява достатъчно информация, за да се опишат напълно всички възможни триизмерни обекти вътре.
„Аналогията, за която и двамата сме се сещали независимо, е нещо като холограма - двуизмерно парче филм, което може да се използва за кодиране на информация за триизмерен регион на пространството“, казва Сускинд.
2. Проблемът с ентропията
Имаше и свързан проблем с изчисляването на количеството на ентропията в черна дупка - тоест размерът на безпорядъка и случайността между нейните частици. През 70-те години Яков Бекенщайн изчислява, че неговата ентропия е ограничена и нейната лента е пропорционална на двумерната област на хоризонта на събитията на черната дупка.
„За системите от обикновена материя ентропията е пропорционална на обема, а не на площта“, казва Хуан Малдацена, аржентински физик, участвал в изследването на холографския принцип. В крайна сметка той и други стигнаха до заключението, че това, което прилича на триизмерен обект - черна дупка - може да бъде разбрано по-добре в две измерения.