Juan Maldacena elméleti fizikus 1997-ben azt a koncepciót fogalmazta meg, hogy a gravitáció elenyészően kicsi, rezgő húrok eredménye, amely a tér kilenc dimenziójában létezik egy időben.
Ha ez lenne a helyzet, akkor a világegyetemnek alapvetően egy hologramnak kell lennie - egy egyszerűbb, laposabb kozmosznak gravitáció nélkül -, melyet ugyanúgy érzékelünk, ahogy Platón a Barlanghasonlatban leírta. (2)
"A munka az elmúlt évtizedben tetőzött, és figyelemre méltó módon azt sugallja, hogy minden amit tapasztalunk nem más, mint egy holografikus kivetítés, amely távoli felületeken zajlik, melyek körülvesznek bennünket," - írta Brian Greene fizikus a Columbia Egyetemen. (3) "Megcsípheted magadat, és amit érzel valódi lesz, de ez egy párhuzamos folyamatot tükröz, ami egy másik, távoli valóságban zajlik."
Platón az észlelést néhány ősi barlanglakóhoz hasonlította, akik nézik, ahogy árnyékok villódznak a félhomályos falon, és Green azt sugallja, hogy ez a metafora írhatja le legjobban a valóságot, amit az elméleti fizikusok csupán most kezdenek feltérképezni.
"A valóság - nem pusztán árnyékként - egy távoli határfelületen történik meg, míg minden, aminek tanúi lehetünk a három egységes térbeli dimenzióban, a távolban kibontakozó események vetülete," - írta Green. "A valóság egy hologramhoz hasonló lehet. Vagy tényleg egy holografikus film."
A holografikus elv azt sugallja, hogy van egy kétdimenziós felület, amely tartalmazza az összes szükséges információt egy háromdimenziós tárgy, sőt az egész univerzum leírására.
A fizikusokat lenyűgözték Maldacena hologrammal kapcsolatos feltételezései, mert segíthetnek bizonyítani a húrelméletet, és megoldani a kvantumfizika és Albert Einstein gravitációs elmélete közötti ellentmondást.
Einstein megértette, hogy a tér és az idő mint téridő kötődnek egymáshoz, és feltételezte, hogy ezt képesek meghajlítani nagy tömegű objektumok - úgy, mint egy nehéz labda, amit egy trambulinra ejtenek. (4)
Az általános relativitáselmélet leírja a bolygókat és a galaxisokat, de a kvantummechanika ráközelít a szubatomi szintre és az alapvető részecskékre, melyek az anyagot alkotják - és a gravitáció elhanyagolható azon a szinten.
A részecskefizika kvantumelmélete úgy tartja, hogy az elemi részecske erőt fejt ki egy másikra hírvivő részecskék küldésével, az úgynevezett mértékbozonokkal, amely megfigyelhető három alapvető erő esetében - az elektromágneses erőnél, a gyenge nukleáris erőnél és az erős nukleáris erőnél.
Holografikus univerzum
De a fizikusok nem figyelték meg a gravitáció feltételezett hírvivő részecskéjét, a gravitont.
Az ötlet, hogy az alapvető részecskék valójában apró rezgő húrok, lehetővé teszi a fizikusok számára, hogy a kvantumgravitáció körüli matematikai problémán dolgozzanak, de sok olyan fizikai tulajdonság van, melyeket a húrelmélettel nem lehet leírni, és a fizikusoknak még nem volt alkalmuk vizsgálni őket.
Maldacena megoldhatja a rejtélyt azáltal, hogy a gravitációt illúzióként képzeli el, amit egy kvantumhologram idéz elő, és sejtését évekkel ezelőtt elfogadták.
Az Ibaraki Egyetem japán fizikusai által közzétett legújabb számítások ugyanazokat az előrejelzéseket tették, mint Maldacena 10 dimenziós modellje, de kevesebb dimenzióban.
Az egyik vizsgálatban Yoshifumi Hyakutake fizikus és kollégái létrehozták egy fekete lyuk számítógépes modelljét - amely akkor keletkezik, amikor nagy mennyiségű tömeg koncentrálódik a tér egy kis régiójában, és létrehoz egy olyan erős gravitációs vonzást, amelyből még a fény sem képes megszökni.
Kiszámították egy fekete lyuk belső energiáját, az eseményhorizontjának a pozícióját - vagy a határt a fekete lyuk és az univerzum többi része között - , és az entrópiáját valamint egyéb tulajdonságait a húrelmélet előrejelzéseire és egyéb tényezőkre alapozták.
A másik tanulmányban Hyakutake és csapata kiszámolta az alacsonyabb dimenziós kozmosz belső energiáját a gravitáció nélkül.
Úgy találták, hogy a két számítógépes számítás jelentős mértékben egyezett.
"Számszerűen megerősítették talán első alkalommal azt, amiben elég biztosak voltunk, hogy igaz lehet, de még mindig csak egy sejtés - nevezetesen, hogy egyes fekete lyukak termodinamikája nem állítható elő az alacsonyabb dimenziós univerzumban," - mondta Leonard Susskind, a Stanford Egyetem elméleti fizikusa.
Ez azt jelenti, hogy lehetnek olyan távoli felületen zajló fizikai folyamatok, melyeket háromdimenziós valóságként foghatunk fel.
Maldacena, aki jelenleg a Princeton Egyetem Fejlett Tanulmányok Intézetében dolgozik New Jersey-ben elmondta, hogy úgy tűnik, a munka helyes számításokon alapszik.
"Az eredmények érdekes módon tesztelik a kvantum gravitáció és a húrelmélet gondolatait," - mondta Maldacena megjegyezve, hogy a japán csapat évekig dolgozott, hogy ellenőrizze az elméletet. "A tanulmányok sorozata nagyon szép, mert teszteli a világegyetem kettős természetét egy olyan rendszerben, ahol nincsenek analitikus elemzések.
Egyik világegyetem modell sem hasonlít a miénkre, mondta Maldacena.
A kozmosznak a fekete lyukkal 10 dimenzója van, mutatott rá, és nyolc közülük egy nyolcdimenziós gömböt alkot.
A gravitáció nélküli univerzumnak csak egy dimenziója van olyan kvantum részecskékkel, melyek egy csoport rugóra emlékeztetnek, ahogy egymáshoz kapcsolódnak.
Maldacena azonban azt mondja, hogy a számszerű bizonyíték azt sugallja, hogy a saját univerzumunkat egy nap meg fogjuk tudni magyarázni pusztán a kvantumelmélet szempontjából.
"Úgy tekintek erre az ötletre, mint egy modellre, de ez egy olyan modell, amely matematikai leírása a kvantum téridőnek," - mondta egy korábbi interjúban. "Így komolyan kell vennünk, amíg valaki meg nem cáfolja, vagy áll elő valami jobb elmélettel."
(1) - http://www.nature.com/news/simulations-back-up-theory-that-universe-is-a-hologram-1.14328
(2) - https://hu.wikipedia.org/wiki/Barlanghasonlat
(3) - http://discovermagazine.com/2011/jun/03-our-universe-may-be-a-giant-hologram#.Uqm3omR
(4) - https://plus.maths.org/content/illusory-universe
Raw Story