Холограмите са може би сред най-интересните „плоски“обекти, които хората могат да създават. Като напълно триизмерен набор от информация, кодиран на двуизмерна повърхност, холограмите могат да променят външния си вид в зависимост от вашата гледна точка. И въпреки че учените твърдят, че можем да възприемем само три пространствени измерения, всъщност може да има много повече.
Следователно съществува една интригуваща възможност, в известен смисъл да сме холографска проекция на многоизмерна вселена.
Холографската вселена би могла да обясни много. И така, ако приемем, че холографската гледна точка е правилна, каква би била връзката между двуизмерната повърхност и триизмерното проявление? Колко полезна е холограмата като цяло за разбирането на Вселената?
Всички сме виждали холограми, но повечето хора не знаят как всъщност работят. Научната им страна е завладяваща. Фотографията е проста: вземате излъчваната или отразяваната светлина от обект, фокусирате я в обектив и я записвате върху равна повърхност. Не само фотографията работи: окото ви работи по същия начин. Лещата на вашата очна ябълка фокусира светлината, а пръчките и шишарките в задната част на окото я записват, изпращайки сигнали до мозъка ви, което я превръща в картина.
Въпреки това, използвайки специална емулсия и кохерентна (т.е. лазерна) светлина, можете да създадете карта на цялото светлинно поле на обект, т.е. холограма. Различията в плътността, текстурата, прозрачността и други могат да бъдат точно записани. Когато е правилно осветена, тази плоска 2D карта показва пълен набор от 3D информация, която се променя с вашата гледна точка и най-интересното е, че това прави за всяка възможна перспектива, от която можете да я погледнете. Отпечатайте го върху метален филм и имате проста, традиционна холограма.
Нашата Вселена, както я възприемаме, има три пространствени измерения на разположение за нас. Но какво ще стане, ако има много повече? Точно както обикновената холограма е двуизмерна повърхност, която кодира пълен набор от информация за нашата триизмерна вселена, може ли нашата триизмерна Вселена да кодира информация за фундаментално четири - или - повече - измерена реалност, в която сме в капан? По принцип това е възможно и от това произтичат редица забавни възможности. Вярно е, че тези възможности имат и своите ограничения, които са важни за разбиране.
Идеята, че нашата Вселена може да бъде холограма, идва от концепцията на теорията на струните. Теорията на струните произтича от предположението - струнният модел - което обяснява силните взаимодействия, че протоните, неутроните и други бариони (и мезоните) имат композитна структура. Тя направи куп безсмислени прогнози, които не отговарят на експериментите, включително съществуването на частица на спин-2, но хората разбраха, че ако енергийният мащаб бъде изместен нагоре към скалата на Планк, струнният модел може да комбинира известни основни сили с гравитацията. Така се роди теорията на струните. Плюсът или минусът (в зависимост от коя страна гледате) този модел е, че той изисква повече измервания. Следващият сериозен въпрос беше как можем да извлечем нашата теория с три пространствени измерения от теорията,в които има много повече от тези измерения. И коя от теориите на струните (а има много много) ще бъде най-правилната?
Може би многото различни модели и сценарии на теорията на струните са просто различни аспекти на една и съща фундаментална теория, гледани от различни ъгли. В математиката две системи, които са равностойни една на друга, са известни като "Дуали" (дуали) и едно неочаквано откритие, насочено към холограмата - в двойната система всяка страна има различен брой измерения. През 1997 г. физикът Хуан Малдацена предположи, че нашата триизмерна вселена (плюс време), с нейните теории за квантово поле, описващи елементарни частици и взаимодействия, е двойна спрямо едно по-многоизмерно пространство-време (анти-де Ситер пространство), което има значение за квантовите теории на гравитацията …
Промоционално видео:
Засега единствените двойства, които открихме, свързват свойствата на многоизмерното пространство с неговата едномерна долна граница: намаляване на размерите с едно. Все още не е ясно дали можем да изведем от десетмерната теория на струните триизмерна вселена като нашата, така че да са двойствени. Можем да създадем двумерни холограми, като кодираме само триизмерна информация; не можем да кодираме четириизмерна информация в триизмерна холограма; не можем да кодираме нашата триизмерна вселена в едноизмерна.
Друга интересна причина, че две пространства с различни размери са двойни, е следната: по-малко информация има на повърхността на нискомерна граница, отколкото вътре в обема на общото пространство, което тази граница съдържа. Така че, ако се промените.