В последнем выпуске обсуждалась тема мультивселенных, но есть идеи ещё более фантастические. Одна из них предполагает, что наша Вселенная – это голограмма. Это кажется невероятным, ведь мы привыкли видеть голограммы в кино, например, в "Звёздных войнах". Сегодня голографические проекторы доступны на рынке, и вы даже можете найти инструкции в интернете, как сделать простой голографический экран дома.
Голограммы создаются с помощью света и выглядят удивительно реалистично. Процесс их создания начинается с освещения объекта лазером. Свет, отражаясь от объекта, проходит через специальную плёнку, записывая узор интерференции света. Позднее, удаляя объект, мы освещаем плёнку, и свет, проходя через узор, воссоздаёт изображение первоначального объекта.
В исследованиях физики предполагается, что наша Вселенная может быть аналогичной проекцией, где каждая частица, каждый фрагмент реальности – это элемент более сложной системы. Эта концепция предлагает совершенно новый взгляд на строение Вселенной и её взаимодействие с нами, жителями этой голографической реальности.
Начнем с того, как голограммы создаются. Традиционно, для их создания используются лазеры, но современные коммерческие голограммы чаще всего делают без них. Это упрощает производство, хотя и снижает качество изображения по сравнению с лазерными голограммами. Тем не менее, такие голограммы вполне пригодны для большинства ситуаций.
Голограммы кажутся нам трехмерными, хотя проецируются с двумерной поверхности. Как же двумерная плоскость может содержать всю информацию для воссоздания объемного объекта? Ответ кроется в фазовой информации, закодированной на пленке.
Переходя к вопросу о Вселенной как голограмме, мы обращаем внимание на чёрные дыры и теорию струн. В контексте чёрных дыр возникает интересное явление: в зависимости от точки зрения, объект, падающий в чёрную дыру, может испытывать различные сценарии. Для наблюдателя, падающего в чёрную дыру, это процесс кажется обычным падением. С точки зрения внешнего наблюдателя, падающий объект замедляется и в итоге останавливается на горизонте событий чёрной дыры. Такой наблюдатель никогда не увидит, как объект падает внутрь – только двумерную поверхность горизонта событий.
Это явление ставит под вопрос принцип эквивалентности наблюдателей в общей теории относительности Эйнштейна. Согласно этому принципу, один наблюдатель видит чёрную дыру во всей её трехмерной великолепности, в то время как другой – в строго двумерной форме. Чтобы принципы относительности Эйнштейна оставались в силе, необходимо признать, что эти два вида наблюдения эквивалентны, что ведет к идее о возможности хранения трехмерной информации в двух измерениях.
В контексте теории струн, расчеты оказываются чрезвычайно сложными, и ученые используют все доступные математические методы для их решения. Если уравнения записываются в привычном нам четырехмерном пространстве-времени, они включают в себя гравитацию. Однако, если проблема переформулируется в пространстве на одно измерение меньше, гравитация исчезает, упрощая расчеты. Затем гравитация вновь появляется при возвращении математики к более высоким измерениям.
Еще раз для понимания...В теории струн ученые используют возможность перехода между различными измерениями пространства для упрощения расчетов, аналогично применению логарифмов в математике. Произведение двух больших чисел может быть сложным, но преобразование этих чисел в логарифмы, последующее их сложение и обратное преобразование облегчает процесс. Подобно этому, в теории струн ученые могут выбирать измерения, в которых удобнее провести расчеты, а затем трансформировать результаты обратно в нужное измерение.
Ключевой вопрос состоит в том, действительно ли наша Вселенная является голограммой. Несмотря на отсутствие единого мнения среди физиков о том, как экспериментально проверить эту идею, один из возможных подходов связан с предположением о различном количестве информации в трехмерном и двумерном пространствах.
Рассмотрим пространство, состоящее из минимально возможных единиц, представленных в виде кубов. Каждый такой кубик содержит определенное количество информации. Образуя из них больший куб с N кубиками на сторону, в трехмерном пространстве мы получаем N в кубе маленьких кубиков или N в кубе битов информации.
Углубимся...Рассматривая куб, можно увидеть, что каждая из его поверхностей содержит N в квадрате маленьких кубиков. Учитывая, что куб имеет шесть поверхностей, общее количество битов информации на его поверхности составит шесть раз N в квадрате. В трехмерном пространстве, для куба со стороной больше шести элементов, количество битов информации (N в кубе) превышает количество на его поверхности (шесть-N в квадрате), что подводит нас к выводу о том, что трехмерное пространство содержит больше информации, чем двумерное.
Эта идея легла в основу эксперимента названного "Голометр" (от англ. "Holometer", сокращение от "holographic interferometer"). В этом эксперименте использовался лазер, разделенный на две части, для поиска квантов пространства. Эксперимент был проведен с ограниченным бюджетом, и хотя он не обнаружил доказательств квантованности пространства и опроверг одну из теорий, другие теории остаются предметом дискуссии.
На данный момент нет экспериментальных доказательств, подтверждающих голографическую природу Вселенной. Следовательно, считать эту идею абсолютной истиной не стоит. Некоторые ученые полагают, что это всего лишь математическая эквивалентность, ошибочно принимаемая за физическую реальность. Несмотря на это, вопрос о голографической Вселенной остается открытым и продолжает вызывать интерес в научном сообществе.
Благодарим вас за внимание к нашему погружению в захватывающий мир голографической Вселенной и физических исследований. Если вас увлекает мир науки, космоса и неизведанных загадок, не упустите возможность быть в курсе новых открытий и интересных теорий – подписывайтесь на наш канал. Мы продолжим исследовать удивительные феномены Вселенной и держать вас в курсе самых свежих и захватывающих научных дискуссий.