I årtier har forskere overvejet tanken om, at vores univers er (eller en gang var) et gigantisk og meget komplekst hologram, hvor alle fysiske love kun kræver to dimensioner, men alt omkring os fungerer efter tre dimensioner. Som du kan forestille dig, er en sådan hypotese slet ikke let at bevise, men fysikere rapporterer, at de endelig har fundet det første observerbare bevis for, at det tidlige univers ideelt set kunne svare til det såkaldte holografiske princip, og dette er slet ikke i strid med standardmodellen for Big Bang.
"Vi foreslår at bruge denne holografiske model af universet, som er meget forskellig fra den mest populære standard Big Bang-model baseret på tyngdekraft og inflation," siger en af undersøgelsesdeltagerne Nyayesh Afshordi fra University of Waterloo i Canada.
”Hver af disse modeller giver os mulighed for at forudsige forskellige forudsigelser, som vi kan teste, og på basis af dette forfine og supplere vores teoretiske forståelse af universet. Desuden kan dette gøres inden for de næste fem år."
For at gøre det klart: forskere siger ikke, at vi lige nu lever i et hologram. De spekulerer kun i, at alt i universet på et tidligt tidspunkt - inden for flere hundrede tusind år efter Big Bang - blev en tredimensionel projektion, oprindeligt skabt ud fra todimensionale grænser.
Hvis du slet ikke er bekendt med den teoretiske episke "Vores univers er et hologram", så er her en lille udflugt i historien. Teorien om, at hele vores univers er et hologram, dateres tilbage til 1990'erne, da den amerikanske teoretiske fysiker Leonard Susskind begyndte at fremme masserne hans idé om, at de fysiske love, vi kender, faktisk ikke kræver tre dimensioner.
Så hvordan er universet omkring os tredimensionelt, men "i virkeligheden" repræsenteres det som todimensionalt? Ideen er baseret på det faktum, at rumets rumfang er "kodet" inden for visse grænser eller i det såkaldte felt af tyngdekraftshorisonten, hvis grænser afhænger af observationspunktet. Inden du begynder at grine, skal du huske på, at der siden 1997 er skrevet over 10.000 værker, der understøtter denne idé. Med andre ord, hun er ikke så skør, som det kan synes ved første øjekast. Nå, hvis kun lidt.
Nu har Afshordi og hans team rapporteret, at de som en del af deres undersøgelse af den ujævne fordeling af relikstråling (reststråling fra Big Bang) har fundet stærke beviser, der understøtter forklaringen af universets holografiske form i dets tidligste udviklingsstadier.
Salgsfremmende video:
”Forestil dig, at alt, hvad du ser, føler og hører i tre dimensioner (og med din opfattelse af tid) faktisk kommer fra et todimensionalt fladt felt,” sagde Costas Skenderis fra University of Southampton og en af undersøgelsesdeltagerne.
”Princippet ligner det, vi kan finde i konventionelle hologrammer, hvor et tredimensionelt billede er kodet i et todimensionalt plan. Dette er for eksempel karakteristisk for hologrammer på de samme kreditkort. Men i vores tilfælde taler vi allerede om, at hele universet er kodet på denne måde."
Årsagen til, at fysikere overhovedet er interesseret i det holografiske princip, mens standardmodellen for Big Bang ser meget klarere og mere logisk ud, er at der er nogle huller i sidstnævnte, men disse huller er så grundlæggende, at de bremser processen med vores forståelse af alle fysiske love. generelt og stadig i opløbet.
Ifølge Big Bang-scenariet førte kemiske reaktioner til en meget storstilet udvidelse af det oprindelige rum, der førte til dannelsen af vores univers. Og i den tidlige fase af hendes fødsel var denne ekspansion (inflation) kolossal. Mens de fleste fysikere støtter teorien om kosmisk inflation, har ingen endnu været i stand til at finde ud af den nøjagtige mekanisme, der er ansvarlig for denne dramatiske udvidelse af universet ved hurtigere hastigheder end lysets hastighed og vækst fra det subatomære niveau til nutiden. Det hele skete næsten øjeblikkeligt.
Problemet er, at ingen af vores nuværende teorier er i stand til at forklare, hvordan det hele fungerer sammen. Tag for eksempel generel relativitet, som perfekt forklarer store objekters opførsel, men ikke er i stand til at forklare de mindste opførsel. Dette er allerede kvantemekanikens miljø, som igen ikke er i stand til at forklare mange andre ting. Alt dette sørger endnu mere, når det er nødvendigt at forklare, hvordan bogstavelig talt al den masse og energi, der findes i universet, oprindeligt var koncentreret i et lille rum. Den ene hypotese forsøger at kombinere begge fænomener på én gang, den anden om kvantegravitation siger, at hvis du kan droppe en rumlig dimension, så kan du droppe tyngdekraften i dine beregninger for at forenkle opgaven med beregninger.
Holografisk princip
”Det hele er et hologram. I den forstand, at der er en beskrivelse af universet, der siger, at sandsynligheden for endog et reduceret antal dimensioner svarer til alt, hvad vi kan se efter Big Bang,”siger Afshordi.
For at teste, hvor godt universets holografiske princip klarer at forklare alt, hvad der skete i øjeblikket af Big Bang, og efter denne begivenhed oprettede forskergruppen en computermodel med en gang og to rumlige dimensioner.
Da forskere indførte de data, vi kender til universet, ind i denne model, herunder oplysninger om observationer af CMB - termisk stråling, der opstod blot et par hundrede tusind år efter Big Bang - fandt de ingen modsigelse. Alt passer perfekt. Herunder relikstråling. Modellen genskabte faktisk perfekt opførsel af tynde sektioner af relikstråling, men var ude af stand til at genskabe større "skiver" af universet mere end 10 grader brede. Dette vil kræve en mere kompleks model.
Forskere forklarer, at de er meget langt fra at bevise, at vores univers en gang var en holografisk projektion. Imidlertid har vi nu det faktum at opnå empiriske data indsamlet på baggrund af reel viden om universet. Denne kendsgerning kan i sidste ende være begyndelsen på opdagelsen af en mulighed, der vil forklare de manglende dele i fysiske love i form af todimensional repræsentation. Med andre ord beviser Afshordis og hans kollegers arbejde kun, at hensynsløs opgivelse af muligheden for en holografisk model af universet er en absolut utilgivelig luksus.
Betyder dette, at vi alle nu lever i et komplekst hologram? Ifølge Afshordi er dette ikke helt sandt. Deres model er i stand til at beskrive, hvad der kun skete i universets tidligste epoke, men ikke dets nuværende tilstand. Ikke desto mindre er det nu værd at overveje, hvordan ting fra det todimensionale rum kan projiceres til en tredimensionel dimension, hvis vi selvfølgelig taler om universet og ikke om kreditkort.
”Jeg vil sige, at vi ikke lever i et hologram. Men vi bør ikke nedsætte muligheden for, at vi kan komme ud af det. Ikke desto mindre lever du i 2017 bestemt i tre dimensioner,”opsummerede Afshordi.
NIKOLAY KHIZHNYAK
