Тайны мира: мы все живем в голограмме?

Пятница, 17 Март 2017 11:15
Весь мир, Вселенная может быть иллюзией?.. Весь мир, Вселенная может быть иллюзией?..
Голограмма – один из самых интересных «плоских» объектов, созданных человеком. Кодируя полную информацию о трёхмерной картинке на двумерной плоскости, голограммы меняют свой вид со сменой перспективы. Множество дополнений к нашему пониманию Вселенной говорят, что понятие о трёх измерениях нашего мира существует только потому, что мы можем воспринимать не больше трёх; на самом же деле их может быть больше.
 
Более того, есть соблазнительная возможность того, что мы все представляем собой голографическую проекцию вселенной с большим числом измерений, наблюдаемую с определённой перспективы. Если предположить, что такая точка зрения верна, какова взаимосвязь между двумерной поверхностью и трёхмерным представлением? Подходит ли для размышлений на эту тему пример обычной голограммы?
 
Мы встречали голограммы, но большинство людей не знают, как они получаются. Наука, стоящая за ними, на самом деле удивительна.
 
 
Фотография – простая вещь: нужно взять свет, испускаемый или отражённый объектом, сфокусировать его через линзу и запечатлеть на плоской поверхности. Так работает не только фотография, но и ваши глаза в любой момент времени: линза в вашем глазу фокусирует свет, и палочки с колбочками на задней его поверхности записывают его, отправляя в мозг, обрабатывающий свет и выдающий изображение.
 
Но используя специальную эмульсию и когерентный свет (к примеру, лазер), можно создать карту всего светового поля объекта, которое и представляет собой голограмма. Можно точно записать все изменения в плотности, текстурах, прозрачности и прочем. Если правильно подсветить эту плоскую двумерную карту, она покажет полный набор трёхмерной информации, который можно получить с вашей точки зрения, но удивительно то, что она может сделать это для любой точки зрения. Распечатав её на металлической плёнке, вы получите обыкновенную голограмму.
 

 
В воспринимаемой нами Вселенной существует три доступных нам пространственных измерения. Но что, если их больше? Может ли наша трёхмерная Вселенная содержать закодированную информацию о реальности с четырьмя или большим количеством измерений на манер того, как обычная голограмма, двумерная поверхности, кодирует полный набор информации о трёхмерной Вселенной? Оказывается, может – и из этого возникает несколько весьма забавных возможностей, но и у них есть важные для понимания ограничения.
 
Идея о том, что наша Вселенная может оказаться голограммой, появилась из теории струн. А теория струн появилась из предположения – струнной модели – объясняющего сильные взаимодействия, происходящие внутри протонов, нейтронов и других барионов (и мезонов), имеющих составную структуру. Правда, она выдала целую кучу бессмысленных предсказаний, не соответствующих экспериментам, например, о существовании частицы со спином, равным двум. Но люди увидели, что если очень сильно задрать энергии, до планковских масштабов, то струнная платформа может объединить все известные фундаментальные взаимодействия вместе с гравитацией – так и родилась теория струн. Но особенность (или недостаток, это как посмотреть) этой попытки достичь «святого Грааля» физики состоит в том, что ей абсолютно необходимо работать в дополнительных измерениях. Так что появился вопрос – как получить нашу Вселенную, с тремя пространственными измерениями, из теории с большим их количеством? И какая из теорий струн, ибо их может быть множество, правильная?
 
 
Возможно, эти разнообразные варианты моделей струнной теории на самом деле представляют собой разные части одной фундаментальной теории, рассматриваемой с другой точки зрения. В математике две эквивалентные системы называют дуальными, и одно из неожиданных открытий, связанных с голограммой, говорит о том, что иногда у двух дуальных систем оказывается разное количество измерений. Физики очень обрадовались этому открытию, поскольку в 1997 году физик Хуан Малдацена предложил "соответствие AdS/CFT", предполагавшее, что наша Вселенная с тремя измерениями (и временем), с теориями квантового поля, описывающими элементарные частицы и их взаимодействия, дуально пространству-времени с большим количеством измерений (пространству анти-де Ситтера), играющему роль в квантовой теории гравитации.
 
 
Пока что все открытые нами дуальности соотносят свойства пространства высших измерений и его границы с меньшим числом измерений: уменьшение измерений на единицу. Пока что непонятно, можем ли мы перейти от 10-мерной теории струн к 3-мерной Вселенной так, чтобы они были дуальны друг другу. Двумерные голограммы, создаваемые нами, кодируют только трёхмерную информацию. Мы не можем закодировать четырёхмерную информацию на двумерной голограмме, или трёхмерную Вселенную в одном измерении.
 
Ещё одна интересная особенность дуальности двух пространств с разными измерениями: на поверхности с меньшим количеством измерений информации меньше, чем в объёме всего пространства, ограниченного поверхностью. Поэтому, если вы можете измерить что-либо происходящее на поверхности, вы можете узнать о том, что происходит внутри объёма. То, что происходит в одной части объёма, может быть связано с тем, что происходит в другом его месте, а не происходить независимо. Это может показаться странным, но тут стоит вспомнить про квантовую запутанность, и то, как измерение свойства одного члена запутанной системы мгновенно сообщает вам информацию о другом. Возможно, что голограмма связана с этой особенностью природы.
 
 
Дуальность – математический факт и интригующая физическая возможность. Приведёт ли она к более глубокому пониманию нашей Вселенной? Возможно, но пока мы точно не знаем, как далеко простираются её последствия, и откроет ли она нам переход от калибровочной теории к такой желанной квантовой гравитации. Но надежда имеется. Если Вселенная и впрямь окажется голограммой, то у этого будут именно такие последствия!
Прочитано 265 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Ученые: на гравитационных волнах - к другим измерениям

    Учёные из Института гравитационной физики Макса Планка пришли к выводу, что гравитационные волны должны нести на себе отпечаток дополнительных измерений пространства, предсказанных теорией струн...

  • Самые безумные и шокирующие "арийские" теории

    Новый век родил немало странных и вычурных теорий о прошлом и настоящем Земли, однако некоторые из них, поистине, стоят особняком. Им не нужны сколь-нибудь веские подтверждения или факты, они противоречат законам физики, логики, но, тем не менее, сторонников у них весьма немало! Давайте ознакомимся с этими удивительными теориями.

  • Параллельные миры человеческого мозга

    Швейцарские учёные и специалисты IBM нашли в мозге структуры, существующие в четырёх, пяти и даже одиннадцати измерениях. Играючи собирая и разрушая башенки из таких структур, мозг обрабатывает входящие сигналы. Исследователи из IBM и Швейцарского федерального технического института Лозанны уже больше 10 лет работают над моделированием головного мозга человека, и некоторые из сделанных ими открытий способны нас потрясти...

  • Тайны мира: Мона Лиза Леонардо да Винчи - загадка на века...
    Ее загадочная улыбка завораживает. Одни видят в ней божественную красоту, другие – тайные знаки, третьи – вызов нормам и обществу. Но все сходятся в одном – в ней есть нечто таинственное и притягательное. В чем же секрет Джоконды? Версий – бесчисленное множество. Представляем вашему вниманию самые распространенные и интригующие...
  • Ученые поведали, как разные люди переносят боль и страдания

    В зависимости от особенностей восприятия боли природа разделила людей на четыре типа. Узнать, к какому из них принадлежит тот или иной человек, медикам помогает специальный измеритель боли — алгезиметр. Постепенно увеличивая силу электрического тока, интенсивность давления или нагревая определенный участок кожи, прибор отмечает силу раздражителя, вызывающую первое, очень слабое чувство боли.