Виявлено перший доказ на користь голографічної моделі Всесвіту

Десятиліттями вчені розглядають ідею про те, що наш Всесвіт є (чи була) гігантської і дуже складною голограмою, в якій всі фізичні закони вимагають наявності всього двох вимірювань, але при цьому всі навколо нас діє згідно трьом вимірам. Як ви розумієте, таку гіпотезу зовсім не просто довести, однак фізики повідомляють, що нарешті-то знайшли перше спостережуване доказ того, що рання Всесвіт могла ідеально відповідати так званому голографічного принципу та це абсолютно не суперечить стандартної моделі Великого Вибуху.

«Ми пропонуємо використовувати цю голографічну модель Всесвіту, яка дуже відрізняється від найпопулярнішою стандартної моделі Великого Вибуху, що спирається на гравітацію і інфляцію», — говорить один з учасників дослідження Ньяешь Афшорди з канадського Університету Ватерлоо.

«Кожна з цих моделей дозволяє робити різні передбачення, які ми можемо перевірити, і на основі цього уточнити і доповнити наше теоретичного розуміння Всесвіту. Більше того, зробити це можна буде протягом наступних п'яти років».

Щоб було зрозуміло: вчені не говорять, що прямо зараз всі ми живемо в голограмі. Вони лише висувають припущення про те, що на своєму ранньому етапі – протягом кількох сотень тисяч років після Великого Вибуху – все у Всесвіті стало являти собою тривимірну проекцію, спочатку створену з двовимірних кордонів.

Якщо ви взагалі не знайомі з теоретичної епопеєю «Наша Всесвіт – голограма», то ось вам невеликий екскурс в історію. Теорія про те, що вся наша Всесвіт є голограмою, що бере свій початок в 1990-х, коли американський фізик-теоретик Леонард Сасскинд став просувати в маси свою ідею про те, що відомі нам фізичні закони насправді не вимагають наявності трьох вимірювань.

Так яким чином Всесвіт навколо нас є тривимірною, але «в реальності» вона представлена у вигляді двовимірної? Основа ідеї лежить в тому, що обсяг її простору «закодований» в певних межах, або в так званому полі гравітаційного горизонту, чиї межі залежать від точки спостереження. Перед тим як почати сміятися, врахуйте, що з 1997 року було написано понад 10 000 робіт, підтримують цю ідею. Іншими словами, вона не така вже божевільна, як може здатися на перший погляд. Ну, якщо тільки трохи.

Зараз же Афшорди і його команда повідомили про те, що в рамках дослідження нерівномірності розподілу реліктового випромінювання (залишкове випромінювання Великого Вибуху) вони виявили серйозний доказ, що виступає на підтримку пояснення голографічного форми Всесвіту на самих ранніх етапах розвитку.

«Уявіть, що все, що ви бачите, відчуваєте і чуєте у трьох вимірах (і з урахуванням вашого сприйняття часу) насправді виходить з двовимірного плоского поля», — говорить Костас Скендерис з Саутгемптонського університету і один з учасників дослідження.

«Принцип аналогічний тому, який ми можемо зустріти в звичайних голограми, де тривимірне зображення закодовано у двомірній площині. Таке, наприклад, властиво голограмам на тих же кредитних картах. Проте в нашому випадку мова йде вже про те, що весь Всесвіт закодована таким чином».

Причина, по якій фізики взагалі зацікавилися голографічним принципом, у той час як стандартна модель Великого Вибуху виглядає куди зрозуміліше і логічніше, полягає в тому, що в останньої є деякі прогалини, але ці прогалини є настільки фундаментальними, що уповільнюють процес нашого розуміння всіх фізичних законів в цілому та ще в зародку.

Згідно сценарію Великого Вибуху, хімічні реакції призвели до дуже масштабного розширення початкового простору, що призвів до формування нашого Всесвіту. І на ранньому етапі її народження швидкість цього розширення (інфляції) була колосальною. У той час як більшість фізиків підтримують теорію космічної інфляції, поки ще нікому не вдалося з'ясувати точний механізм, який відповідав за це різке розширення Всесвіту з швидкістю швидше швидкості світла і зростання з субатомного рівня до нинішнього. Все сталося практично миттєво.

Біда в тому, що жодна з наших нинішніх теорій не здатна пояснити, як це все працює в зв'язці. Взяти, наприклад, загальну теорію відносності, яка відмінно пояснює поведінку великих об'єктів, але при цьому не здатна пояснити поведінку самих маленьких. Це вже середа квантової механіки, яка, в свою чергу, не здатна пояснити багато інших речей. Все це засмучує ще сильніше, коли необхідно пояснити, як в буквальному сенсі вся існуюча у Всесвіті маса і енергія спочатку були зосереджені в крихітному просторі. Одна гіпотеза намагається об'єднати відразу обидва явища, інша, про квантової гравітації, говорить, що якщо можна відкинути одне просторовий вимір, то можна відкинути і гравітацію в ваших обчисленнях, щоб спростити завдання за розрахунками.

Голографічний принцип

«Все це голограма. У тому сенсі, що існує опис Всесвіту, що говорить про те, що ймовірність навіть зменшеного числа вимірювань відповідає всьому тому, що ми можемо бачити після Великого Вибуху», — говорить Афшорди.

Щоб перевірити, наскільки добре голографічний принцип Всесвіту справляється з поясненням всього того, що сталося в сам момент Великого Вибуху і вжепісля цієї події, команда вчених створила комп'ютерну модель з одним часом і двома просторовими вимірами.

Коли дослідники ввели в цю модель відомі нам дані про Всесвіту, включаючи інформацію про спостереження за реліктовим випромінюванням – теплове випромінювання, що виникло через кілька сот тисяч років після Великого Вибуху, – вони не виявили ніяких протиріч. Все підійшло ідеально. В тому числі і реліктове випромінювання. Модель насправді відмінно відтворила поведінка тонких смужок реліктового випромінювання, але не змогла відтворити більш масштабні «зрізи» Всесвіту шириною більше 10 градусів. Для цього буде потрібно наявність більш складної моделі.

Вчені пояснюють, що дуже далекі від докази того, що наш всесвіт насправді колись була голографічного проекцією. Однак перед нами тепер є факт отримання емпіричних даних, зібраних на базі реальних знань про Всесвіт. Цей факт може в кінцевому підсумку стати початком відкриття можливості, яка дозволить пояснити втрачені частини у фізичних законах з точки зору двовимірного подання. Іншими словами, робота Афшорди і його колег лише доводить, що непродумано відмовлятися від імовірності голографічної моделі Всесвіту — це вже зовсім неприпустима розкіш.

чи Означає це, що всі ми зараз живемо в складній голограмі? Згідно Афшорди, це не зовсім так. Їх модель здатна описати те, що відбувалося тільки в самій ранній епосі Всесвіту, але не нинішній її стан. Тим не менше тепер варто подумати, яким чином речі з двовимірного простору здатні проектуватися в тримірний вимір, якщо, звичайно ж, говорити про Всесвіту, а не про кредитних картках.

«Я б сказав, що ми не живемо голограмі. Але не варто відкидати ймовірність того, що ми могли вийти з неї. Тим не менш у 2017 році ви безумовно живете в трьох вимірах», — підсумував Афшорди.