Це просто ілюзія. Можливо, ми живемо в голографічному Всесвіті: як це може бути

Деякі фізики стверджують, що наш Всесвіт є лише ілюзією, продуктом квантових махінацій, тобто іншими словами — це просто голограма. Про ці теорії і те, наскільки вони можуть бути реальними, розповів у статті для видання Popular Mechanics космолог Пол Саттер з Університету штату Нью-Йорк у Стоуні-Брук, США.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Секрет чорних дір

Одними з найзагадковіших об'єктів у космосі є чорні діри. Відомо, що все, що потрапляє сюди, тобто вся інформація зникає. Але відомий фізик Стівен Гокінг припустив, що чорні діри все ж випускають певний вид випромінювання і завдяки цьому поступово зникають. Але це випромінювання не несе з собою жодної інформації, що призводить до неприємного факту: інформація входить, але не виходить, і тоді чорна діра зникає. То що ж сталося з усією інформацією?

Одним зі способів вимірювання кількості інформації є ентропія, і пізніше вчені припустили, що чорні діри мають дивовижну властивість: їхня ентропія пропорційна площі поверхні, а не об'єму. Іншими словами, кількість інформації в чорній дірі пов'язана з її двовимірною поверхнею, а не тривимірним об'ємом.

Тому фізики дуже зацікавилися подібним ефектом і так виникала концепція про голографічний Всесвіт. Адже голограма кодує всю тривимірну інформацію на двовимірній поверхні. Тобто, якщо чорні діри можуть кодувати інформацію на двовимірній поверхні, то, можливо, те ж саме відбувається у всьому Всесвіті.

Двомірний Всесвіт

Ідеї про двомірний Всесвіт з'явилися ще наприкінці 90-х років минулого століття. Згідно з цією концепцією, існує особливий Всесвіт із деякими дивними властивостями. По-перше, цей Всесвіт має 5 просторових вимірів. По-друге, у ньому немає матерії та випромінювання. По-третє, він містить постійну космологічну силу, яка змушує його загортатися всередину.

"Тепер припустимо, що ви намагаєтеся розв'язати дуже складну проблему в цьому Всесвіті, наприклад, як працює квантова гравітація. Фізики-теоретики припускають, що проблему з квантовою гравітацією в цьому дивному Всесвіті можна перетворити на зовсім іншу проблему, яка існує на його чотиривимірному кордоні. Після того, як відбудеться це перетворення, вся гравітація зникне, і її замінить особливий вид квантової теорії, відомий як конформна теорія поля", — каже Саттер.

Але деякі фізики розвинули і розширили цю ідею від проблем із гравітацією до пояснення самої гравітації. Вони заявляють, що виявили відповідності, в яких квантова природа всіх полів, що існують на кордоні цього простору-часу, викликає появу в ньому загальної теорії відносності. Загальна теорія відносності — це наш опис сили гравітації, де ми розглядаємо гравітацію з погляду викривлення в просторі та часі. Інакше кажучи, голографічний принцип може говорити нам, що квантові взаємодії, які живуть на кордонах нашого Всесвіту, буквально проявляють простір-час усередині нього.

"Якщо це так, то те, що ми сприймаємо як тривимірний Всесвіт, заповнений об'єктами, що взаємодіють за допомогою гравітації, насправді є двовимірною поверхнею, заповненою екзотичними квантовими махінаціями, з яких виникає все інше", — каже Саттер.

Проблема з голографічною теорією

Але голографічна концепція має кілька недоліків. У нашого Всесвіту три просторових виміри, а не п'ять, і в нього є ще один вимір — час. Всесвіт не порожній і замкнутий, а наповнений матерією і випромінюванням і при цьому космос постійно розширюється. Найголовніше, що наш Всесвіт не має чітко визначеної межі.

"Якою б інтригуючою не здавалася природа інформації в чорних дірах, нікому не вдавалося успішно використовувати голографічний принцип для точного опису того, що відбувається зі справжніми чорними дірами в реальному всесвіті. Не кажучи вже про те, що вся ця дивна ентропія, пов'язана з чорними дірами, незастосовна до інших об'єктів", — каже науковець.

Деякі фізики все ж таки стверджують, що наша реальність — це ілюзія, що те, що ми сприймаємо як простір, час і гравітацію, є лише проявами глибшої реальності, яка існує в меншій кількості вимірів. Тобто наш Всесвіт у буквальному сенсі є голограмою. Можливо справді ми поки що неправильно сприймаємо реальність? Може існує якийсь зв'язок між фізикою нашого тривимірного Всесвіту і фізикою, що існує на його околицях? Поки що ці питання залишаються без відповіді, а можливо, відповіді взагалі немає, тому що подібні роздуми не мають під собою твердого підґрунтя.

Фокус уже писав про те, що загадковий викид енергії з раннього Всесвіту спантеличив учених. Такі події відомі астрономам, але новий потужний викид енергії залишається загадкою.