Голографический принцип: вселенная голограмма?⁠⁠

"Примешь синюю таблетку — и сказке конец. Ты проснешься в своей постели и поверишь, что это был сон. Примешь красную таблетку — войдешь в страну чудес. "

Идея голографического принципа заключается в том, что нашу вселенную, включая гравитацию, можно описать с помощью квантовой теории поля в меньшем числе измерений. Этот принцип долгое время использовался как математический инструмент для изучения искривленных пространств. Однако новые исследования показывают, что он применим и к плоским пространствам, подобным нашему. Возможно, наша вселенная на самом деле двумерна и только кажется трехмерной, как голограмма.

Введение в голографический принцип

На первый взгляд, вселенная выглядит трехмерной. Но голографический принцип, одна из ключевых теорий последних десятилетий, предлагает другую интерпретацию. Он утверждает, что математическое описание вселенной требует на одно измерение меньше, чем кажется. Трехмерная реальность может быть лишь проекцией двумерных процессов на большом космическом горизонте.

До недавнего времени этот принцип изучался только в контексте экзотических пространств с отрицательной кривизной. Несмотря на теоретическую значимость, такие пространства сильно отличаются от нашего. Новые исследования команды из TU Wien (Вена) показывают, что голографический принцип может действовать и в плоских пространствах.

Что такое голографический принцип?

Голограммы на кредитных картах и банкнотах создают иллюзию трехмерности, оставаясь при этом двумерными. Наша вселенная может работать по аналогичному принципу. В 1997 году физик Хуан Малдасена предложил идею соответствия между теорией гравитации в искривленных анти-деситтеровских пространствах и квантовыми теориями поля в пространствах с меньшим числом измерений. Это соответствие позволяет описывать гравитационные явления в трехмерном пространстве, используя математические методы двумерной квантовой теории поля.

Применимость к плоским пространствам

Хотя теория была разработана для анти-деситтеровских пространств, которые отличаются от нашей вселенной, команда Дэниела Грумиллера из TU Wien решила проверить, можно ли применить этот принцип к нашей реальности. В течение нескольких лет они работали с университетами из Эдинбурга, Гарварда, MIT и Киото. В результате они подтвердили, что голографический принцип работает и в плоских пространствах, подобных нашему.

Доказательства и выводы

Грумиллер и его коллеги проверили, можно ли описать квантовую гравитацию в плоском пространстве с помощью стандартной квантовой теории. Они обнаружили, что такие ключевые квантовые свойства, как запутанность, одинаково проявляются и в гравитационной теории, и в квантовой теории поля. Энтропия запутанности оказалась одинаковой в обеих теориях, что подтверждает возможность существования голографического принципа в нашей вселенной.

Макс Риглер (TU Wien) отметил, что факт обсуждения квантовой информации и энтропии запутанности в контексте гравитационной теории был бы невероятен всего несколько лет назад. Использование этих концепций для проверки справедливости голографического принципа, да еще и с положительным результатом, является выдающимся достижением.

Заключение

Хотя это открытие не доказывает, что мы живем в голографической вселенной, оно дает основания полагать, что голографический принцип может быть применим к нашей реальности. Эта концепция открывает новые перспективы для понимания природы вселенной и продолжает оставаться предметом активных исследований.