Zou ons universum slechts een hologram kunnen zijn? Dit idee heeft eerder in de gedachten van mensen gezeten en bijna niemand kan er door verrast worden, maar toch lijkt het zo ongelooflijk dat mensen het niet serieus nemen. Het kan echter heel goed een fysiek eigendom van onze wereld zijn. En misschien gaan we dit binnenkort zien.
Wiskundigen zijn al bekend met het holografische principe, voor het eerst voorgesteld door de beroemde natuurkundige Gerard t'Hooft en ontwikkeld door de al even beroemde natuurkundige Leonard Susskind. Hij stelt dat ten eerste alle informatie die zich in een bepaald gebied van de ruimte bevindt, kan worden weergegeven als een hologram - een theorie die "leeft" op de grens van dit gebied. Als een waarnemerafhankelijke zwaartekrachthorizon. Bijgevolg heeft het een dimensie minder nodig dan het lijkt. Preciezer gezegd, de theorie aan de grenzen zou maximaal één vrijheidsgraad per Planck-vierkant moeten bevatten. Meer in het algemeen, aangezien het universum driedimensionaal voor ons lijkt te zijn, kan het in feite een tweedimensionale structuur zijn die bovenop een ongelooflijk grote kosmische horizon ligt.
In 1997 was Juan Maldacena de eerste die een theorie van het holografische universum postuleerde, waarin hij zei dat zwaartekracht voortkomt uit dunne trillende snaren die in tien dimensies bestaan. Sindsdien hebben veel natuurkundigen in deze richting gewerkt.
"Dit werk heeft zijn hoogtepunt bereikt in het afgelopen decennium en suggereert dat, vreemd genoeg, wat we ervaren niets meer is dan een holografische projectie van processen die plaatsvinden op een of ander ver oppervlak dat ons omringt", schreef natuurkundige Brian Greene van Columbia University. in 2011. "Je kunt jezelf knijpen, en je gevoel zal heel echt zijn, maar het weerspiegelt een parallel proces dat plaatsvindt in een andere, verre realiteit."
Natuurkundigen van de Technische Universiteit van Wenen hebben gesuggereerd dat het holografische principe zelfs in vlakke ruimte-tijd werkt, en niet alleen in theoretische gebieden met een negatieve kromming. In de regel worden zwaartekrachtverschijnselen beschreven in drie ruimtelijke dimensies, terwijl kwantumdeeltjes - slechts in twee. Het blijkt dat je de resultaten van sommige metingen op andere kunt leggen - en deze verbazingwekkende conclusie heeft meer dan 10.000 wetenschappelijke artikelen in de theoretische fysica opgeleverd over het onderwerp van negatief gekromde ruimtes. Tot nu toe leek het echter allemaal relatief ver verwijderd van ons eigen, vlakke, positief gekromde universum.
"Als kwantumzwaartekracht in de vlakke ruimte een holografische beschrijving mogelijk maakt door standaard kwantumtheorie, dan moeten er fysieke grootheden zijn die in beide theorieën kunnen worden berekend - en de resultaten moeten hetzelfde zijn", zegt Daniel Grumiller van de Technische Universiteit van Wenen. Dit omvat de manifestatie van kwantumverstrengeling in de zwaartekrachttheorie, dat wil zeggen dat deeltjes niet afzonderlijk kunnen worden beschreven. Het blijkt dat je de hoeveelheid verstrengeling in een kwantumsysteem kunt meten, dit wordt verstrengeling entropie genoemd. Grumiller laat zien dat het dezelfde grootte heeft in vlakke kwantumzwaartekracht en in tweedimensionale veldentheorie.
De wetenschapper merkte op dat deze overeenkomst kan worden gecontroleerd aan de hand van het voorbeeld van kwantumverstrengeling, dat zich manifesteert wanneer de eigenschappen van objecten, die aanvankelijk aan elkaar gerelateerd waren, gecorreleerd blijken te zijn, zelfs wanneer ze op een afstand van elkaar zijn gescheiden: een verandering in de eigenschappen van een object bij het weggaan van anderen van het systeem beïnvloedt de eigenschappen de rest.
“Deze berekeningen bevestigen onze aanname dat het holografische principe in vlakke ruimtes kan plaatsvinden. Dit is het bewijs voor een dergelijke correspondentie in ons universum, zegt Max Riegler van de Technische Universiteit van Wenen.
Promotie video:
Klinkt ongelooflijk. Een andere stap ten gunste van een holografisch universum is echter eng.
Ilya Khel
