NETSOCAN
Číslo 12 --PROSINEC 2013 ---Ročník XII.
Průlom ve fyzice: Je vesmír gigantickým hologramem?

Vědci objevili „dosud nejjasnější důkaz“, že vesmír, který obýváme je gigantický hologram a tím vydláždili cestu vedoucí ke sladění nejpalčivějších problémů fyziky: vztahu mezi Einsteinovou teorií relativity a kvantovou fyzikou.

Řečeno jinak: mohli bychom žít uvnitř trojrozměrného průmětu něčeho, co je fakticky dvoudimenzionálním prostorem podobným plátnu panoramatického kina nebo malbě. Nebo by se dal jednodušeji představit dojem při pohledu na trojrozměrný objekt z různých úhlů, kdy se jeho tvar mění podle toho, odkud se díváme.

Nové experimentální simulace navržené japonským vědcem, Yoshifumi Hyakutake, a jeho týmem na Ibaraki University v Japonsku se zabývali proměnlivými energiemi černých děr objevených v paralelních vesmírech. Ale šlo také o důležitý krok ke sladění Einsteinovy teorie obecné relativity a teorie kvantové mechaniky, poněvadž tyto dvě hlavní teorie definují náš vesmír. Výsledky byly publikovány 10. prosince v časopise Nature.


V této fyzikální souvislosti je“ holografický princip“ vlastností popsanou v teorii strun (řetězců). Jde o určitý objem prostoru s kompletní informací, kterou si lze představit jako zakódovanou na hranicích tohoto odděleného prostoru. Holografický princip vytanul s prvním pozorováním termofynamiky černé díry kdy bylo zpozorováno, že informační obsah o všech objektech vtažených do černé díry lze vidět ve změněném měřítku na horizontu událostí této černé díry.

Einstein ve své obecné teorii předpokládal, že prostor a čas spolu souvisí a měly by být chápány a počítány ve vzájemném +vztahu, a že měření objektů bude ve vztahu k rychlosti pozorující osoby. Je to doloženo zkušenostmi a pozorováním.

Kvantová mechanika se na druhé straně zabývá chováním částic v nekonečně malém rozsahu a tudíž jí nemůže vyhovovat Einsteinův empiricky ověřitelný světonázor z jednoduchého důvodu, že je příliš abstraktní a teoretická.

Obě dvě však trpí jistými nesrovnalostmi. Například Einsteinova teorie se rozpadá při představě centra černé díry – kde se hroutí prostor i čas – tyto teorie si vzájemně konkurují a obecně mohou být stěží nahlíženy jako paralelně platné. Vědci hledali spojovací teorii.

Model, se kterým přišel Hyakutake, vysvětluje některé nesrovnalosti mezi oběma velkými modely a podporuje výzkum provedený v roce 1997. Teoretický fyzik Juan Maldacena tehdy do centra pozornosti katapultoval „teorii strun“ a poskytl spolehlivou realizaci holografického principu.

Tato teorie – o níž se široce nluví, že dokáže vysvětlit povahu všeho – předpokládá, že vesmír je složen z nepatrných, nezměřitelných „strun“ čili jednorozměrných objektů, které vibrují a mění se a tím tak způsobují aktivitu veškeré hmoty a času.

Teorie říká, že struny existují prostorově v devíti rozměrech a časově jedné dimenzi. Ale poněvadž jejich rozměr lze velice těžko měřit – a přesto se má za to, že vše ovládají – má se za to, že promítají svou aktivitu na mnohem jednodušší plochém prostoru a navíc bez gravitace.

Tak byl vytvořen svět bez zákonů gravitace. Nicméně to dosud nedokazovalo, že vesmír je hologram.

Hyakutake napsal dvě práce, podporující teorii strun. V první poměřuje vnitřní energii černé díry – konkrétně místo, známé i jako „horizont událostí“, kde se černá díra setkává s kosmem. Měří aktivity jejích viditelných vlastností (vytvořených viditelnými částicemi) dle teorie strun a účinky účinky virtuálních částic, které se občas objevují, a pak zmizí – mnozí vědci se dokonce domnívají, je jde o čistě matematický nástroj.

Ve druhém článku Hyakutake a jeho tým propočítali tutéž aktivitu na nižší dimenzi (nebyla zde zahrnuta gravitace) a výsledky odpovídaly měřením z první práce.

Tyto dvě nové práce posunují dále Maldacenovy zjištění tím, že navrhují další rozměr. Tato desetkrát nižší dimenze nemá gravitaci a její částice se úhledně seřazují do sady harmonicky oscilujících řerězců, které jsou vzájemně spojené – a nikoliv chaoticky, jak se to mínilo do nynějška.

A nyní se vědcům konečně zdá, že mají v rukách matematický důkaz toho, že vesmír může být měřen podle obou přístupů – prvého, který zahrnuje gravitaci a druhého, který s ní nepočítá. Jsou-li tak totožné, jak vypadají, sám Maldacena předpovídá, že bychom jednoho dne mohli použít samotnou kvantovou teorii a vysvětlit povahu čehokoliv ve vesmíru.

Maldacena již vyjádřil své nadšení nad Hyakutakeovými výpočty a řekl, že se zdají být správné. Časopisu Nature řekl, „že kompletní sada jeho prací je skvělá poněvadž testuje dvojí (povahu vesmíru) v režimech, kde nejsou žádné analytické testy.“

Patrně poprvé číselně potvrdily něco, o čem jsme pevně věřili, že to musí být pravda, ale stále šlo o dohad – a sice, že termodynamika některých černých děr může být reprodukována v méně-dimenzionálním vesmíru, uvedl Leonard Susskind, teoretický fyzik ze Stanfordské university v Californii, který byl jedním z prvních přívrženců teorie vesmíru v podobě hologramu.


Materiál je překladem článku Physics breakthrough: Is the universe a giant hologram? , který vyšel 13. prosince na serveru Russia today; překlad František Stočes. K tomuto zajímavému tématu a implikacím plynoucí z teorie kosmu jako hologramu vyšlo množství článku. Doporučit k seznámení lze např. Vesmír jako hologram – všechno je jinak , Vesmír kolem nás je prý jen gigantický hologram , Vesmír jako hologram , Vesmír je fraktální‚ hologram .
FrS
14. prosince
NETSOCAN