Hologrammer er måske blandt de mest interessante "flade" objekter, som mennesker kan skabe. Som et fuldt tredimensionelt sæt information kodet på en todimensionel overflade kan hologrammer ændre deres udseende afhængigt af dit synspunkt. Og selvom forskere hævder, at vi kun kan opfatte tre rumlige dimensioner, kan der faktisk være mange flere.
Der er derfor en spændende mulighed for, at vi kan være en holografisk fremskrivning af et multidimensionelt univers, på en måde.
Et holografisk univers kunne forklare meget. Så hvis man antager, at det holografiske synspunkt er korrekt, hvad er forholdet mellem en to-dimensionel overflade og en tredimensionel manifestation? Hvor nyttigt er et hologram generelt til at forstå universet?
Vi har alle set hologrammer, men de fleste mennesker ved ikke, hvordan de rent faktisk fungerer. Deres videnskabelige side er fascinerende. Fotografering er enkel: du tager det lys, der udsendes eller reflekteres fra et objekt, fokuserer det i en linse og optager det på en plan overflade. Det er ikke kun fotografering, der fungerer: dit øje fungerer på samme måde. Linsen på dit øjeæske fokuserer lyset, og stængerne og keglerne bagpå dit øje registrerer det, og sender signaler til din hjerne, som konverterer det til et billede.
Imidlertid kan du ved hjælp af en speciel emulsion og sammenhængende (dvs. laser) lys oprette et kort over hele objektets lysfelt, dvs. et hologram. Variationer i densitet, struktur, gennemsigtighed og mere kan registreres nøjagtigt. Når det flade, 2D-kort, når det er belyst korrekt, viser et komplet sæt 3D-information, der ændrer sig med dit perspektiv, og mest interessant gør det for ethvert muligt perspektiv, hvorfra du kan se på det. Print den på metalfilm, så har du et enkelt, traditionelt hologram.
Vores univers har, som vi opfatter det, tre rumlige dimensioner tilgængelige for os. Men hvad nu hvis der er mange flere? Ligesom et almindeligt hologram er en todimensionel overflade, der koder for et komplet sæt information om vores tredimensionelle univers, kan vores tredimensionelle univers indkode oplysninger om en fundamentalt fire - eller - mere - dimensionel virkelighed, hvori vi er fanget? I princippet er dette muligt, og en række sjove muligheder følger heraf. Det er sandt, at disse muligheder også har deres begrænsninger, som er vigtige at forstå.
Ideen om, at vores univers kunne være et hologram, kom fra begrebet strengteori. Stringteori kom ud fra antagelsen - strengmodellen - der ville forklare de stærke interaktioner, at protoner, neutroner og andre baryoner (og mesoner) har en sammensat struktur. Hun lavede en flok nonsensiske forudsigelser, der ikke passede til eksperimenterne, herunder eksistensen af en spin-2-partikel, men folk indså, at hvis energiskalaen blev forskudt op mod Planck-skalaen, kunne strengmodellen kombinere kendte grundlæggende kræfter med tyngdekraft. Sådan blev strengteori født. Plus eller minus (afhængigt af hvilken side du ser på) denne model er, at den kræver flere målinger. Det næste alvorlige spørgsmål var, hvordan vi kan udtrække vores univers med tre rumlige dimensioner fra teorien,hvor der er mange flere af disse dimensioner. Og hvilke af strengteorierne (og der er mange) er de mest korrekte?
Måske er de mange forskellige modeller og scenarier i strengteori blot forskellige aspekter af den samme grundlæggende teori set fra forskellige vinkler. I matematik er to systemer, der er ækvivalente med hinanden, kendt som "Dual" (dualer), og en uventet opdagelse pegede på hologrammet - i det dobbelte system har hver side et andet antal dimensioner. I 1997 foreslog fysiker Juan Maldacena, at vores tredimensionelle univers (plus tid) med dets kvantefeltteorier, der beskriver elementære partikler og interaktioner, er dobbelt til et mere multidimensionelt rumtid (anti-de Sitter rum), som har implikationer for kvante teorier om tyngdekraft …
Salgsfremmende video:
Indtil videre forbinder de eneste dualiteter, vi har fundet, egenskaberne ved det multidimensionelle rum med dets endimensionelle nedre grænse: faldende dimensioner med én. Det er endnu ikke klart, om vi fra den ti-dimensionelle strengteori kan trække et tredimensionelt univers som vores, så de er dobbelt. Vi kan oprette to-dimensionelle hologrammer ved kun at kode tre-dimensionelle oplysninger; vi kan ikke kode firedimensionel information i et tredimensionelt hologram; vi kan ikke kode vores tredimensionelle univers i en-dimensionel.
En anden interessant grund til, at to rum med forskellige dimensioner er dobbelt, er følgende: mindre information er tilgængelig på overfladen af en lavdimensionel grænse end inden for volumenet af det samlede rum, som denne grænse indeholder. Så hvis du ændrer.
