Το Σύμπαν είναι δισδιάστατο ολόγραμμα;

0
358

Την κρατούσα επιστημονική άποψη ότι το Σύμπαν είναι τρισδιάστατο, ωστόσο Διεθνής ομάδα ερευνητών υποστηρίζει ότι είναι πιθανό το Σύμπαν να είναι ολόγραμμα, δηλαδή η τρισδιάστατη απεικόνιση ενός κόσμου δύο διαστάσεων.

—Ο εξωτικός χώρος

Η θεωρία περί ολογραμματικού σύμπαντος εμφανίστηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1980 και υποστήριζε ότι ο τρισδιάστατος κόσμος στον οποίο ζούμε δεν είναι παρά ένα είδωλο της πραγματικότητας κωδικοποιημένο πάνω σε μια μακρινή δισδιάστατη επιφάνεια.

Την άποψη αυτή υποστήριξε φυσικός Χουάν Μαλντασένα το 1997 αναπτύσσοντας «εξωτικά» μαθηματικά μοντέλα χώρου, τα οποία συγκρούονταν με τις κυρίαρχες θεωρίες για το Σύμπαν. Τα σημαντικότερα πειράματα για τη στοιχειοθέτηση αυτής τη θεωρίας διενεργούνται στο διάσημο εργαστήριο Fermilab στις ΗΠΑ.

Τα μοντέλα αυτά βασίζουν την ολογραφική αρχή σε εξωτικούς χώρους αρνητικής καμπυλότητας, δηλαδή αυτούς στους  οποίους τα αντικείμενα που παρεκκλίνουν από μια ευθεία γραμμή κάποια στιγμή επιστρέφουν.

—Στην ευθεία

Αυτή τη φορά επιστήμονες από την Αυστρία, την Ινδία και την Ιαπωνία, με επικεφαλής τον Ντάνιελ Γκρούμιλερ του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας της Βιέννης το Σύμπαν μπορεί να εξηγηθεί ως ολόγραμμα στον επίπεδο χωροχρόνο. Διευκρινίζουν πάντως ότι «δεν υπάρχουν ακόμη αποδείξεις πως ζούμε μέσα σε ένα ολόγραμμα».

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η ύπαρξη λιγότερων διαστάσεων στο Σύμπαν δεν είναι μόνο ένα μαθηματικό «τρυκ», αλλά πιθανώς ένα θεμελιώδες γνώρισμα του ίδιου του χώρου.

Μία δισδιάστατη επιφάνεια μπορεί να περιέχει όλες τις αναγκαίες πληροφορίες για ένα τρισδιάστατο αντικείμενο. Αυτό συμβαίνει στο τσιπάκι ασφαλείας μιας πιστωτικής κάρτας. Έτσι, ένα σύμπαν δύο διαστάσεων μπορεί να «προβάλλεται» σε τρεις διαστάσεις. Με άλλα λόγια, το σύμπαν (μας) μπορεί να είναι επίπεδο, αλλά στα μάτια μας να αποκτά μια ακόμη διάσταση.

 

Για να δοκιμαστεί η θεωρία, οι επιστήμονες ξόδεψαν τρία χρόνια, δημιουργώντας εξισώσεις βαρύτητας που δεν απαιτούν εξωτικούς χώρους και, αντ “αυτού, ζουν σε μια επίπεδη επιφάνεια.

«Αν η κβαντική βαρύτητα σε ένα επίπεδο χώρο επιτρέπει μια ολογραφική περιγραφή από ένα πρότυπο κβαντικής θεωρίας, τότε θα πρέπει να υπάρχουν φυσικές ποσότητες, οι οποίες μπορεί να υπολογιστούν και στις δύο θεωρίες – και τα αποτελέσματα πρέπει να συμφωνήσουν», λέει ο Γκρούμιλερ

—Κβαντική διεμπλοκή

Ένα βασικό χαρακτηριστικό της κβαντομηχανικής –η κβαντική διεμπλοκή– έπρεπε να εμφανιστεί στο πιο ρεαλιστικό μοντέλο του σύμπαντος μας. Όταν τα κβαντικά σωματίδια έχουν εμπλακεί, δεν μπορούν να χαρακτηριστούν μεμονωμένα. Σχηματίζουν ένα ενιαίο κβαντικό αντικείμενο, ακόμα και αν βρίσκονται πολύ μακριά.

Υπάρχει ένα μέτρο για το ποσό της εμπλοκής σε ένα κβαντικό σύστημα, που ονομάζεται «εντροπία της εμπλοκής».

Η ομάδα έδειξε ότι αυτή η εμπλοκή έχει την ίδια αξία τόσο σε ένα επίπεδο μοντέλο κβαντικής  βαρύτητας όσο και σε μια μικρή διάσταση κβαντικής θεωρίας πεδίου.

«Ο υπολογισμός αυτός επιβεβαιώνει την υπόθεσή μας ότι η ολογραφική αρχή μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί σε επίπεδους χώρους», δήλωσε ο Μαξ Ρίγκλερ του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Βιέννης. «Είναι απόδειξη για την εγκυρότητα αυτής της ανταπόκρισης στο σύμπαν μας», προσθέτει.

«Το γεγονός ότι μπορούμε ακόμα να μιλήσουμε για κβαντική πληροφορία και εντροπία της εμπλοκής σε μια θεωρία της βαρύτητας είναι εκπληκτικό από μόνο του και δύσκολα θα μπορούσε κανείς να το φανταστεί λίγα χρόνια πριν», πρόσθεσε ο Grumiller.

«Ότι είμαστε πλέον σε θέση να χρησιμοποιήσουμε αυτό ως ένα εργαλείο για να ελέγξουμε την εγκυρότητα της ολογραφικής αρχής και ότι αυτή η δοκιμή λειτουργεί, είναι πραγματικά αξιοσημείωτο.»

Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Physical Review Letters.

Σχόλια