Az univerzum talán csak egy hologram?
Az univerzumunk talán nem is olyan, amilyennek látszik. A legújabb elméletek szerint elképzelhető, hogy az egész világunk valójában egy hologram, egy magasabb dimenziós valóság kétdimenziós vetülete. A holografikus elv szerint a látszólag háromdimenziós téridőnk információtartalma teljes mértékben leképezhető egy alacsonyabb dimenziójú határfelületre, hasonlóan ahhoz, ahogy egy hologram háromdimenziós képet vetít ki egy kétdimenziós filmről.
Mi is pontosan egy hologram?
A holográfia lényege, hogy egy tárgy vagy jelenet teljes fényinformációját, beleértve a mélységet, a perspektívát és a parallaxist, egy síkban rögzíti interferenciacsíkok formájában. A hologram ezt a fényinformációt képes visszaállítani, így háromdimenziós látványt nyújtva a szemlélőnek, annak ellenére, hogy valójában egy kétdimenziós felületről van szó. Ennek kulcsa a fény hullámtermészetének kihasználása. *A hologram tehát sokkal több egy egyszerű térbeli képnél. Valójában magát a tárgy köré "csavarodó" fényteret rögzíti, ami minden szögből autentikus háromdimenziós látványt eredményez.*A holografikus elv a fizikában
A hologram működési elve a modern elméleti fizikában is felbukkan, bár sokkal elvontabb formában. Számos jel utal arra, hogy a látszólag négydimenziós téridőnk (három tér- és egy időkoordináta) valójában egy magasabb, rejtett dimenziókkal rendelkező téridő határfelülete lehet. Ezt a gondolatot először az 1920-as években vetették fel, amikor Theodor Kaluza és Oskar Klein megpróbálta egyesíteni az általános relativitáselméletet és az elektromágnesességet extra dimenziók bevezetésével. *Az ötdimenziós Kaluza-Klein elmélet ugyan nem bizonyult helyesnek, de a többdimenziós világegyetem gondolata máig velünk maradt. Az 1970-es években született húrelmélet, majd ennek továbbfejlesztett változatai mind 10 vagy 11 dimenziós téridőt feltételeznek.* Az elmúlt évtizedek egyik legjelentősebb felfedezése az ún. AdS/CFT megfeleltetés volt, amit Juan Maldacena argentin fizikus javasolt 1997-ben. Eszerint egy ötdimenziós, negatív görbületű anti-de Sitter (AdS) téridő fizikája matematikailag ekvivalens a négydimenziós határfelületén értelmezett konform térelemélet (CFT) fizikájával. Más szóval, az 5D-s téridő minden eseményének megfeleltethető valamilyen folyamat a 4D-s határfelületen. *Bár ez elsőre igen elvontnak tűnik, az AdS/CFT dualitás a holografikus elv egy konkrét megvalósulása. Azt állítja, hogy a látszólag négydimenziós világunk valójában egy hologram, egy magasabb dimenziójú valóság vetülete.*Holografikus világegyetem és a kvantumgravitáció
Az AdS/CFT dualitás az elmúlt 25 év egyik legfontosabb elméleti eszközévé vált a fizikában, különösen a kvantumgravitáció kutatásában. Segítségével olyan bonyolult rendszereket vizsgálhatunk négydimenziós eszközökkel, mint az ötdimenziós fekete lyukak vagy az ősrobbanás pillanata. A holografikus elv a fekete lyukak termodinamikájának mélyebb megértéséhez is hozzájárult, megoldást kínálva az információs paradoxonra. *A fekete lyukakba zuhanó részecskék információtartalma ugyanis nem veszhet el örökre, hanem valamilyen formában megmaradhat a fekete lyuk felszínén, az eseményhorizonton, amit így egyfajta kétdimenziós hologramként foghatunk fel.* Mindezek ellenére a holografikus elv alkalmazása az egész univerzumra igen nehéz feladat, és számos nyitott kérdést vet fel. A fő probléma, hogy a világegyetemünk gyorsuló ütemben tágul, pozitív kozmológiai állandóval, ami inkább egy de Sitter jellegű (dS) téridő, nem pedig anti-de Sitter (AdS) jellemzője. Emiatt egyelőre nincs olyan dS/CFT megfeleltetés, ami leírná a valódi univerzumunkat. A holografikus leírás azt is megkövetelné, hogy a plusz dimenziók valahogy fel legyenek "csavarva", kompaktifikálva, de ennek pontos mechanizmusa szintén nem tisztázott. *Sokan remélik, hogy a holografikus elv az általános relativitáselmélet és a kvantummechanika régóta várt egyesítéséhez, egy minden kölcsönhatást leíró kvantumgravitációhoz vezethet majd el. Egyelőre azonban még nagyon messze vagyunk ettől a céltól.*A holografikus univerzum elképzelése kétségkívül az utóbbi évtizedek egyik legizgalmasabb és leginnovatívabb ötlete. Matematikai szempontból az AdS/CFT megfeleltetésekvivalencia továbbra is rendkívül hasznos és érdekes eszköz, még akkor is, ha egyelőre nem alkalmazható közvetlenül az egész univerzumra. A magasabb rejtett dimenziók létezésére utaló közvetett jelek azonban egyre szaporodnak, elég csak a szuperszimmetriára vagy a sötét anyag rejtélyére gondolni. Ki tudja, lehet, hogy egyszer kiderül, a jól ismert négydimenziós világunk valóban csak illúzió, látszat, ami egy nagyobb, komplex valóság árnyéka csupán. Egyelőre azonban a holografikus univerzum inkább sci-fi ötlet, mint tudományos tény marad. A kutatóknak még hosszú utat kell bejárniuk, mire ezekből a merész gondolatokból egy átfogó, kísérletileg is alátámasztott elméletet alkothatnak.
(Eredeti cikk: bigthink.com)
