Мир — лишь голографическая проекция информации, содержащейся на границах реальности
Японские ученые нашли подтверждение теории голографической Вселенной, информирует издание Nature. Две новые работы исследователей из Университета Ибараки дают обоснование популярному способу примирения квантовой и общей теорииотносительности.
Голографический принцип гласит, что некое пространство возможно обрисовано информацией, содержащейся на его границах. Он был предложен в первой половине 90-ых годов двадцатого века физиком Герардом ‘т Хоофтом. Одной практической интерпретацией этого принципа стала теория голографической Вселенной, созданная во второй половине 90-ых годов двадцатого века Хуаном Малдасеной.
Отталкиваясь от теории струн и голографического принципа, он высказал предположение, что принимаемое нами трехмерное пространство — это только двумерная проекция на границе Вселенной, подобно тому, как объемное изображение «содержится» в плоской стереооткрытке.
«В случае если максимум энтропии в любой заданной области пространства пропорционален площади поверхности данной области, а не ее количеству, тогда, быть может, настоящие, фундаментальные степени свободы — атрибуты, талантливые приводить к беспорядку, — в действительности пребывают на поверхности области, а не в нее. Другими словами быть может, что настоящие физические процессы Вселенной происходят на узкой удаленной поверхности, окружающей нас, а все, что мы видим и переживаем, есть попросту проекцией тех процессов. Иными словами, быть может, что Вселенная подобна голограмме», — растолковывает эту концепцию в собственной книге «Ткань космоса» узнаваемый популяризатор науки, физик Брайан Грин.
Теория голографической Вселенной на сегодня не доказана, но многие принимают ее как данность. Уже 16 лет она удачно оказывает помощь ученым решать задачи на стыке гравитационной теории Эйнштейна и квантовой механики. По Малдасене, девятимерное (плюс время) пространство теории струн возможно представить как более несложную совокупность с меньшим числом измерений, в которой наряду с этим нет гравитации.
Это разрешает физикам обходить несоответствия между неспециализированной квантовой теорией и теорией относительности, в ходе вычислений перескакивая из одной интерпретации в другую и обратно.
До окончательного доказательства теории голографической Вселенной еще далеко. Но группе японских физиков из Университета Ибараки под началом Ёсифуми Хякутакэ в серии работ удалось значительно обосновать ее использование. Кульминационным моментом стали два связанных изучения, опубликованные сравнительно не так давно на arxiv.org.
В первом несколько Хякутакэ вычисляет внутреннюю энергию, горизонт событий, другие параметры и энтропию черной дыры, основываясь на теории струн. Во второй ученые подсчитывают подобные размеры для пространства без гравитации и с малым числом измерений, соответствующего данной черной дыре в рамках теории голографической Вселенной. Результаты, полученные в двух работах, сходятся.
Создатель интерпретации голографического принципа для теории струн, доктор наук теоретической физики Стэнфордского университета Леонард Сасскинд пояснил Nature значимость этого математического опыта: «Они подтвердили вычислениями, быть может, в первый раз то, что, как мы были уверены, должно было быть правдой, но все еще оставалось под вопросом. В частности то, что термодинамика некоторых черных дыр возможно воспроизведена во Вселенной с меньшим числом измерений».
Хуан Малдасена подтверждает верность подсчетов японцев. Он поясняет, что изученные исследователями из университета Ибараки модели вселенных не похожи на ту, в которой мы живем, но это дает надежду, что в один раз и ее удастся обрисовать в рамках квантовой теории.
Похожее изучение было опубликовало Nature в осеннюю пору этого года.
В большинстве случаев уверены в том, что Вселенная начинается с точки. Главенствующая космологическая модель гласит, что рождение отечественной Вселенной знаменует Громадной взрыв. Сейчас вся видимая часть Вселенной, сжатая до миниатюрных размеров, меньше ядерных, быстро расширяется в пространстве, и начинается эволюция материи.
Но канадский астрофизик Ниайеш Афшорди относится к предположению о начальной сингулярности скептически и предполагает, что Вселенная началась с четырехмерной черной дыры.
«Все, что физики знают о сингулярности, — это то, что оттуда смогут вылетать драконы», — говорит ученый.
Научный журналист Зийя Мерали растолковала предположение ученого.
Стандартная модель Громадного взрыва говорит, что Вселенная взорвалась из нескончаемой малой и плотной точки — говоря научным языком, сингулярности. Но в действительности вся космология говорит лишь о том, что случилось через пара секунд по окончании Громадного взрыва, а не конкретно в нулевой момент времени.
Иначе говоря современная физика понятия не имеет, что происходило на протяжении самого Громадного взрыва, что его стало причиной и что было до него.
Афшорди и его сотрудники высказали предположение, что отечественная трехмерная Вселенная — это собственного рода оболочка, либо брана, которая пребывает в пространства более высокой размерности, в частности в четырехмерной Вселенной. В случае если исходить из этого, то тамошние четырехмерные звезды при коллапса должны образовывать собственные четырехмерные черные дыры — совершенно верно так же, как по окончании взрыва отечественных сверхновых остаются обычные черные дыры.
В отечественной Вселенной черная дыра ограничена сферической поверхностью, которая именуется горизонтом событий. По окончании пересечения данной сферы нет ничего, что может вырваться из гравитационного поля черной дыры. Соответственно, тогда как в отечественном трехмерном пространстве черная дыра образована двухмерной сферой, в четырехмерном пространстве черная дыра будет трехмерным объектом, известным в геометрии как гиперсфера.
В то время, когда команда Афшорди смоделировала коллапс четырехмерной звезды, ученые поняли, что результатом для того чтобы взрыва будет трехмерная брана, окружающая расширяющийся трехмерный горизонт событий.
Так, ученые утверждают, что Вселенная подобна данной бране, в противном случае, что люди принимают за космическую инфляцию (расширение Вселенной), есть расширением браны.
«Астрологи измерили это расширение и, экстраполировав его назад во времени, сделали вывод, что Вселенная обязана начинаться с Громадного взрыва, но это легко мираж», — говорит Афшорди.
Необходимость в теориях, аналогичных этим, появилась из-за фундаментального разногласия между неспециализированной квантовой теорией и теорией относительности.
Любая из них замечательно делает собственную функцию: первая обрисовывает сотрудничество объектов макромира, а вторая — микромира, элементарных частиц. Наряду с этим любая из них претендует на звание общей теории, но их совместное применение во многих случаях (к примеру при вычислении явлений, включающих гравитацию) ведет к абсурдным итогам.
Для разрешения этого несоответствия разрабатываются теории квантовой гравитации. Прежде всего это теория струн и ее усовершенствованные предположения, и петлевая квантовая гравитация. Голографический принцип употребляется именно в рамках теории струн.
Артем Асташенков, Станислав Наранович
Случайная запись:
Head up Display
Статьи по теме:
-
Как всем уже известно, передача власти в Китае состоялась, и никаких сюрпризов тут нет, да помой-му и быть не имело возможности. Китай в отличие от…
-
Бизнес в китае, реальность против мечтаний
Приятели мои, желаю поделится с Вами, «страничкой юмора». Гуляет по инету, такая маленькая пьеса. Создатель данного чуда мне малоизвестен. По сему,…
-
Граница с монголией «распечатана»
Журналисты «Информ Полиса» на себе испытали все минусы и плюсы первых дней свободного режима пересечения границы между Монголией и Россией. Событие,…