Jesu li znanstvenici stvarno dokazali da živimo u hologramu?
FOTO: YouTube
POSLJEDNJIH nekoliko dana naslovnicama znanstvenopopularnih medija širi se vijest da su znanstvenici po prvi put u povijesti pronašli konkretne dokaze da je svemir u kojem živimo nastao iz holograma.
U novoj studiji, objavljenoj u časopisu Physical Review Letters, fizičari iz Kanade, Velike Britanije i Italije pokušali su pokazati da se nepravilnosti u pozadinskom mikrovalnom zračenju jednako dobro mogu objasniti hipotezom o holografskom velikom prasku, baš kao i procesom inflacije – naglim širenjem svemira bržim od svjetlosti.
Jednostavno govoreći istraživači su simulacijama pokazali da se struktura jeke velikog praska koju danas još uvijek vidimo može dobiti i ako se pretpostavi nastanak svemira iz samo dvije dimenzije.
„Mi smo predložili holografski svemir koji predstavlja bitno drugačiji model velikog praska od onoga koji je široko prihvaćen, a temelji se na gravitaciji i inflaciji“, rekao je vodeći autor studije Niayesh Afshordi, profesor fizike i astronomije na University of Waterloo u Kanadi.
„Svaki od ovih modela za posljedicu ima različita predviđanja koja ćemo moći testirati kada poboljšamo naše podatke i naše teorijsko shvaćanje – što se sve može ostvariti u narednih pet godina“, dodao je.
Zaključak – Živimo u Matrixu
Neki mediji iz toga izvode zaključak kako su fizičari potvrdili da živimo u hologramu, drugi idu korak dalje pa tvrde da živimo u Matrixu, nekoj računalnoj simulaciji tehnološki superiorne civilizacije, a treći da bi to mogao biti dokaz da je sve što vidimo zapravo samo 'Božji matematički san'.
Na samom početku treba naglasiti da su svi takvi zaključci tek zabavne imaginativne interpretacije onoga do čega je međunarodni tim fizičara stvarno došao. Kako bi naš narod rekao: „Što je babi milo, to joj se i snilo.“
No, krenimo redom.
Zašto uopće ideja holograma?
Prije svega treba istaknuti da je ideja o svemiru kao hologramu proizašla iz potrebe pomirenja opće teorije relativnosti i kvantne mehanike. Naime, kvantna mehanika odlično opisuje zbivanja u mikrosvijetu – na razini atoma i elementarnih čestica na kojoj dominiraju tri temeljne sile – nuklearna jaka i slaba sila te elektromagnetizam, ali ne i makrosvijet i gravitaciju. S druge strane teorija relativnosti dobro funkcionira na velikim, kozmičkim skalama planeta, zvijezda i galaksija, u kojima dominaciju preuzima gravitacija. Ove dvije teorije dobro opisuju svemir sve dok nemamo situacije u kojima je istovremeno na djelu i mikro i makro svijet. Najbolji primjeri takvih situacija su veliki prasak i crne rupe. U njima je u mikro prostoru koncentrirana makro masa, što podrazumijeva golemu gravitaciju. Stoga bi za njihov opis trebalo istovremeno koristiti kvantnu mehaniku i teoriju relativnosti, a njih dvije do sada nitko nije uspio ujediniti u jednu teoriju.
Kao moguće rješenje tog problema pojavile su se fizikalne ideje proizašle iz teorije struna i kvantne gravitacije pomoću kojih svemir možemo dobro opisati čak i ako se isključi jedna dimenzija prostora i gravitacija, ali se uključe dodatna kvantna polja. U tom slučaju dvije teorije - kvantnu i relativnost - moguće je objediniti.
Kratka povijest ideje o svemiru kao hologramu
Koncept svemira kao holograma još su 1990-ih promicali fizičar Leonard Susskind i nekolicina njegovih kolega u sklopu teorije struna.
No kako bismo jasnije shvatili kako su na nju došli, trebamo se vratiti još malo dalje u prošlost, u 1970-te kada je slavni britanski fizičar Stephen Hawking istraživao crne rupe kao mjesta iz kojih baš ništa ne može pobjeći, uključujući i svjetlost.
Prema Hawkingovim ranim predodžbama u crnim rupama trebale bi nestajati čak i informacije. Svi podaci o svim svojstvima nekog objekta, odnosno sustava koji bi u nju upao bili bi zauvijek i potpuno izgubljeni. Ideja je postala poznata kao informacijski paradoks crnih rupa.
No brojni fizičari nisu mogli pristati na nju jer je protivna temeljnoj ideji znanosti da sve informacije o nekom fizičkom sustavu u nekom trenutku u vremenu određuju njegovo stanje u nekom drugom trenutku u vremenu.
Među ostalima, paradoks nisu mogli prihvatiti ni Susskind i njegovi kolege. Bili su uvjereni da je načelo očuvanja informacija temeljno poput očuvanja energije.
S vremenom se kao moguće rješenje paradoksa iz perspektive kvantne mehanike pojavila ideja o hologramu. Kako? U klasičnoj mehanici neka stvar može se nalaziti samo na jednom mjestu – ako je ovdje, onda nije ondje. Međutim, u kvantnoj mehanici objekti mogu biti u isto vrijeme na dva mjesta. Iz toga je proizašla ideja Susskinda i kolega da je horizont događaja crne rupe (kuglasta površina koja predstavlja granicu nakon koje više ništa ne može pobjeći iz crne rupe) zapravo sličan hologramu - on bi mogao biti poput filma u kojem ostaju zabilježene kopije svih informacija o onome što upadne u crnu rupu. Drugim riječima, sve što upadne u crnu rupu istovremeno nestane u njoj i zabilježi se na njenoj površini poput dvodimenzionalnog zapisa.
Goran Duplančić sa Zavoda za teorijsku fiziku na Institutu Ruđer Bošković kaže da je iz kasnijih istraživanja Juana Maldacene proizašla spoznaja da matematička formulacija fizikalnog sustava u četiri dimenzije s gravitacijom može biti identična matematičkoj formulaciji kvantnog fizikalnog sustava u tri dimenzije bez gravitacije.
„Na taj način ideja Susskinda i kolega proširila se na opis cijelog svemira“, kaže Duplančić.
Što je otkrila nova studija?
Ovdje treba istaknuti da u zaključku novog istraživanja autori ne tvrde da mi danas živimo u svemiru koji je hologram, već da je u ranoj fazi njegova razvoja, nekoliko stotina tisuća godina nakon velikog praska, sve što je u njemu postojalo moglo biti projekcija dvodimenzionalne granice svemira u trodimenzionalnu stvarnost. Kako se i kada dogodio prijelaz iz ranog dvodimenzionalnog u današnji trodimenzionalni, za sada nitko ne može objasniti.
„Rekao bih da danas ne živimo u hologramu... Danas definitivno postoje tri dimenzije“, rekao je Afshordi za Gizmodo.
Afshordi i članovi njegova tima u svojoj su novoj studiji analizirali nepravilnosti u kozmičkom mikrovalnom zračenju, jeki velikog praska, i došli do zaključka da se one odlično mogu objasniti holografskom fazom u razvoju svemira (ilustracija dolje).
U svojoj simulaciji kreirali su model u kojem je svemir imao dvije dimenzije prostora i jednu vremena. Kada su u simulaciju ubacili brojne postojeće podatke o svemiru, uspjeli su dobro objasniti varijacije u pozadinskom mikrovalnom zračenju.
Duplančić kaže da bi tek buduća, naprednija istraživanja, mogla razjasniti koji je model bolji.
„Za kraj naglasimo kako preciznost opažanja još uvijek nije dovoljna da bi se iz podataka pozadinskog mikrovalnog zračenja moglo zaključiti koji je od opisa nastanka svemira, holografksi ili onaj s inflacijom, vjerojatniji“, poručuje Duplančić.
bi Vas mogao zanimati
Izdvojeno
Pročitajte još
bi Vas mogao zanimati