Ajatu: Simulatsioonid kinnitavad teooriat, et universum võib olla hologramm

3. jaanuar 2015 kell 16:23



Universe-a-Giant-Hologram

Avaldame kordusena 18. detsembril 2013 ilmunud artikli teooriast, mida on korduvalt kajastanud ka erinevad välismaised peavoolumeedia väljaanded.

Teadlased on leidnud kinnitust teooriale, et meie universum võib olla hiiglaslik hologramm, sillutades teed füüsika kõige põletavama küsimuse – Einsteini relatiivsusteooria ja kvantfüüsika omavaheline seostatuse – lahendamisele. Teisisõnu, me võime elada hiiglaslikus kolmemõõtmelises projektsioonis, mis on tegelikult kahemõõtmeline ruum nagu kinoekraan või maal. Me võime lihtsalt ette kujutada kolmemõõtmelise objekti vaatlemise kogemust erinevate vaatlusnurkade alt ning näha seda olenevalt vaatlemise kohast kuju muutmas.

 

Jaapani teadlase Yoshifumi Hyakutake ja tema juhitava teadlaste meeskonna poolt välja pakutud uued eksperimentaalsed simulatsioonid võtavad käsile paralleeluniversumites avastatud mustade aukude muutuvad energiad. Kuid need välja pakutud simulatsioonid aitavad ka lähendada omavahel kahte peamist meie universumit kirjeldavat alusteooriat – Einsteini üldrelatiivsusteooriat ning kvantmehhaanikat.

Füüsikas kirjeldatakse “holograafilist printsiipi“ kui stringiteooria omadust. See esindab ruumi osa, mille koguinformatsiooni saab kujutleda kodeerituna selle valitud ruumi piirjoonele. Holograafiline printsiip loodi siis, kui esmakordselt vaadeldi mustade aukude termodünaamikat.

Idee universumist kui hologrammist ei viita Matrixi-laadsele illusioonile, vaid teooriale, et need kolm dimensiooni, mida me arvame ennast tajuvat, on lihtsalt “maalitud“ kosmilisele horisondile – teadaoleva universumi piiridele. Kui see kõlab paradoksaalsena, siis püüa kujutleda hologrammi, mis muutub, kui sa seda liigutad. Kuigi pilt ise on kahemõõtmeline, siis vaadeldes seda erineva nurga alt, tekib illusioon, et see on kolmemõõtmeline.

 

Einsteini ja kvantmehhaanika vastuolu

Einstein oli seisukohal, et aeg ja ruum on omavahel seotud, neid tuleks arvestada ja arvutada omavahelises suhtes olevatena ning objektide mõõdud on suhtelised sõltuvalt vaatleja liikumiskiirusest. See on väga hästi empiiriliselt vaadeldav.

Kvanmehhaanika teisest küljest tegeleb osakeste toimimisega mõõtmatult väikesel skaalal ning seetõttu ei saa kuuluda Einsteini empiiriliselt testitava maailmapilti sel lihtsal põhjusel, et see on liiga abstraktne ja teoreetiline.

Mõlemal teoorial on oma nõrgad küljed. Näiteks Einsteini teooria ei pea paika, kui püüame kujutleda musta augu keset – kohta, kus leiab aset aegruumi kollaps. Neid teooriad nähakse harva koos paralleelselt, enamasti nad konkureerivad omavahel ning teadlased on juba ammu püüdnud leida neid omavahel siduvat teooriat.

 

Stringiteooria edasiareng

Hyakutake mudel selgitab mõningaid ebakõlasid kahe mudeli vahel ning arendab edasi 1997. aastal alanud teadustööd, kui teoreetiline füüsik Juan Maldacena tõi stringiteooria esimest korda rambivalgusesse, pakkudes välja usaldusväärse realisatsiooni holograafilisest printsiibist. See teooria, mis paljude arvates selgitab kõiksuse olemust, pakub, et universum koosneb imetillukestest mõõdetamatutest stringidest – ühemõõtmelistest elementaarosakestest, mis võnguvad ja fluktueeruvad ning on sel moel vastutavad kogu mateeria ja aja aktiivsuse eest. Teooria kohaselt eksisteerivad stringid üheksas ruumimõõtmes ning ühes ajamõõtmes. Hoolimata sellest, et nende mõõtmeid on nii raske mõõta, usutakse, et need stringid kontrollivad kõike, arvatakse, et need projekteerivad enda tegevust lihtsamale, tasasele, ilma gravitatsioonita ruumile.

 

Maailm gravitatsiooniga või ilma

See lõi maailma, milles puuduvad gravitatsiooniseadused. Kuid see ei tõestanud veel, et universum võiks olla hologramm. Hyakutake kirjutas stringiteooriat edasi arendades kaks tööd. Ühes mõõtis ta musta augu sisemist energiat – täpsemalt seda piirkonda, kus auk kohtub universumiga, mida teatakse “sündmuste horisondina“. Ta mõõdab selle nähtavate omaduste aktiivsust, lähtudes stringiteooriast ning efektidest, mida põhjustavad sündmuste horisondil aeg-ajalt ilmuvatest ja kaduvatest virtuaalsed osakesed, mida paljud teadlased peavad puhtalt matemaatiliseks tööriistaks. Teises töös arvutasid Hyakutake ja tema meeskond sama aktiivsust madalamates dimensioonides (ilma gravitatsiooni lisamiseta mudelisse) ning need tulemused ühtisid esimese töö tulemustega.

Need kaks tööd arendavad edasi Maldascena avastusi, pakkudes välja lisadimensiooni. Selles kümnendas madalamas dimensioonis puudub gravitatsioon ning selle osakesed on korralikult reas harmooniliselt võnkudes üksteisega ühenduses olles – mitte kaoses, nagu me seni teadsime ehk kümnedimensioonilise gravitatsiooniteooria ennustused langevad kokku standardsete kvantfüüsikaliste ennustustega vähemates dimensioonides.

Teadlased on seega saanud nüüd matemaatilise kinnituse, et universumi saab mõõta, võttes aluseks mõlemad lähenemised – nii teooria alusel, mis sisaldab gravitatsiooni, kui ka mudelis ilma selleta. Kui need kaks tulemust on tõesti nii identsed, nagu näib, siis võime ühel päeval kasutada ainult kvantteooriat selleks, et selgitada kõiksuse olemust universumis.

Maldacena on Hyakutake arvutuste kohta öelnud, et need näivad õiged. Stanfordi ülikooli teoreetiline füüsik Leonard Susskind  kommenteeris: “Nad on võib-olla esmakordselt arvutuste teel kinnitanud midagi, mida me aimasime tõsi olevat, kuid mis oli seni vaid hüpotees – täpsemalt seda, et teatud liiki mustade aukude termodünaamikat on võimalik esitada madalama dimensiooniga universumis.“

 

Allikad: Nature, The Independent, RT, Phys.org, Wikipedia

Foto: consciouslifenews.com

 

Toimetas Katrin Suik

 

NB! Kui sinu arvates on Telegramis ilmuv info vajalik ja oluline, võid soovi ja võimaluse korral meid toetada. Telegrami lugeja vabatahtliku toetuse tegemiseks vajaliku info leiad siit.