Wetenschappers denken al decennia na over het idee dat ons universum een gigantisch en zeer complex hologram is (of ooit was), waarin alle natuurwetten slechts twee dimensies vereisen, maar alles om ons heen handelt volgens drie dimensies. Zoals u zich kunt voorstellen, is een dergelijke hypothese helemaal niet gemakkelijk te bewijzen, maar natuurkundigen melden dat ze eindelijk het eerste waarneembare bewijs hebben gevonden dat het vroege heelal idealiter zou kunnen overeenkomen met het zogenaamde holografische principe en dit is helemaal niet in tegenspraak met het standaardmodel van de oerknal.
"We stellen voor om dit holografische model van het universum te gebruiken, dat heel anders is dan het meest populaire standaard Big Bang-model op basis van zwaartekracht en inflatie", zegt een van de deelnemers aan de studie Nyayesh Afshordi van de Universiteit van Waterloo in Canada.
“Elk van deze modellen stelt ons in staat verschillende voorspellingen te doen die we kunnen testen, en op basis hiervan ons theoretische begrip van het universum te verfijnen en aan te vullen. Bovendien kan dit binnen de komende vijf jaar gebeuren."
Om het duidelijk te maken: wetenschappers zeggen niet dat we op dit moment allemaal in een hologram leven. Ze speculeren alleen dat in het vroege stadium - binnen een paar honderdduizend jaar na de oerknal - alles in het universum een driedimensionale projectie werd, oorspronkelijk gecreëerd uit tweedimensionale grenzen.
Als je helemaal niet bekend bent met het theoretische epos "Our Universe is a Hologram", dan is hier een kleine excursie in de geschiedenis. De theorie dat ons hele universum een hologram is, dateert uit de jaren negentig, toen de Amerikaanse theoretisch natuurkundige Leonard Susskind zijn idee onder de massa begon te promoten dat de wetten van de fysica die we kennen eigenlijk geen drie dimensies vereisen.
Dus hoe is het universum om ons heen driedimensionaal, maar wordt het 'in werkelijkheid' tweedimensionaal weergegeven? Het idee is gebaseerd op het feit dat het volume van zijn ruimte "gecodeerd" is binnen bepaalde grenzen, of in het zogenaamde veld van de zwaartekrachthorizon, waarvan de grenzen afhangen van het observatiepunt. Voordat u begint te lachen, moet u er rekening mee houden dat sinds 1997 meer dan 10.000 werken zijn geschreven die dit idee ondersteunen. Met andere woorden, ze is niet zo gek als het op het eerste gezicht lijkt. Nou ja, al was het maar een beetje.
Nu hebben Afshordi en zijn team gerapporteerd dat ze, als onderdeel van hun studie van de ongelijke verdeling van de relikwie-straling (reststraling van de oerknal), sterk bewijs vonden dat de verklaring van de holografische vorm van het universum in zijn vroegste ontwikkelingsstadia ondersteunt.
Promotie video:
"Stel je voor dat alles wat je ziet, voelt en hoort in drie dimensies (en met je perceptie van tijd) eigenlijk afkomstig is van een tweedimensionaal vlak veld", aldus Costas Skenderis van de Universiteit van Southampton en een van de deelnemers aan het onderzoek.
“Het principe is vergelijkbaar met wat we kunnen vinden in conventionele hologrammen, waar een driedimensionaal beeld wordt gecodeerd in een tweedimensionaal vlak. Dit is bijvoorbeeld kenmerkend voor hologrammen op dezelfde creditcards. In ons geval hebben we het echter al over het feit dat het hele universum op deze manier is gecodeerd."
De reden waarom natuurkundigen überhaupt geïnteresseerd zijn in het holografische principe, terwijl het standaardmodel van de oerknal er veel duidelijker en logischer uitziet, is dat er enkele hiaten in de laatste zijn, maar deze hiaten zijn zo fundamenteel dat ze het proces van ons begrip van alle fysische wetten vertragen. in het algemeen en nog steeds in de kiem.
Volgens het Big Bang-scenario leidden chemische reacties tot een zeer grootschalige uitbreiding van de oorspronkelijke ruimte die leidde tot de vorming van ons universum. En in het vroege stadium van haar geboorte was het tempo van deze expansie (inflatie) enorm. Hoewel de meeste natuurkundigen de theorie van kosmische inflatie ondersteunen, is nog niemand in staat geweest om het exacte mechanisme te achterhalen dat verantwoordelijk is voor deze dramatische uitbreiding van het universum met snelheden die hoger zijn dan de lichtsnelheid en groei van het subatomaire niveau tot het heden. Het gebeurde allemaal vrijwel onmiddellijk.
Het probleem is dat geen van onze huidige theorieën kan verklaren hoe het allemaal samenwerkt. Neem bijvoorbeeld de algemene relativiteitstheorie, die het gedrag van grote objecten perfect verklaart, maar het gedrag van de kleinste niet kan verklaren. Dit is al de omgeving van de kwantummechanica, die op zijn beurt veel andere dingen niet kan verklaren. Dit alles is nog meer verdrietig wanneer het nodig is uit te leggen hoe, in letterlijke zin, alle massa en energie die in het heelal bestond aanvankelijk geconcentreerd waren in een kleine ruimte. De ene hypothese probeert beide verschijnselen tegelijk te combineren, de andere, over kwantumzwaartekracht, zegt dat als je één ruimtelijke dimensie kunt laten vallen, je de zwaartekracht in je berekeningen kunt laten vallen om de rekentaak te vereenvoudigen.
Holografisch principe
'Het is allemaal een hologram. In de zin dat er een beschrijving is van het heelal die zegt dat de waarschijnlijkheid van zelfs een kleiner aantal dimensies overeenkomt met alles wat we kunnen zien na de oerknal”, zegt Afshordi.
Om te testen hoe goed het holografische principe van het heelal omgaat met het uitleggen van alles wat er gebeurde op het moment van de oerknal en na die gebeurtenis, creëerde het team van wetenschappers een computermodel met één tijd en twee ruimtelijke dimensies.
Toen onderzoekers de gegevens die we weten over het universum in dit model invoegen, inclusief informatie over waarnemingen van de CMB - thermische straling die slechts een paar honderdduizend jaar na de oerknal opkwam - vonden ze geen tegenstrijdigheid. Alles paste perfect. Inclusief relikwie straling. Het model reproduceerde eigenlijk perfect het gedrag van dunne secties van de relictstraling, maar was niet in staat grotere "plakken" van het heelal te creëren met een breedte van meer dan 10 graden. Dit vereist een complexer model.
Wetenschappers leggen uit dat ze nog lang niet hebben bewezen dat ons universum ooit een holografische projectie was. We hebben nu echter het feit dat we empirische gegevens verkrijgen die zijn verzameld op basis van echte kennis over het universum. Dit feit zou uiteindelijk het begin kunnen zijn van de ontdekking van een mogelijkheid die de ontbrekende delen in fysische wetten zal verklaren in termen van tweedimensionale representatie. Met andere woorden, het werk van Afshordi en zijn collega's bewijst alleen maar dat het roekeloos opgeven van de mogelijkheid van een holografisch model van het heelal een absoluut onvergeeflijke luxe is.
Betekent dit dat we nu allemaal in een complex hologram leven? Volgens Afshordi is dat niet helemaal waar. Hun model kan alleen beschrijven wat er in het vroegste tijdperk van het universum is gebeurd, maar niet in de huidige staat. Toch is het nu de moeite waard om te overwegen hoe dingen uit de tweedimensionale ruimte kunnen worden geprojecteerd in een driedimensionale dimensie, als we het natuurlijk over het universum hebben en niet over creditcards.
“Ik zou zeggen dat we niet in een hologram leven. Maar we moeten de mogelijkheid niet uitsluiten dat we eruit zouden kunnen komen. Toch leef je anno 2017 beslist in drie dimensies”, vatte Afshordi samen.
NIKOLAY KHIZHNYAK
