Вселенная как голограмма

GEO 600

Это название детектора гравитационных волн, расположенного недалеко от Ганновера в Германии. Это один из самых чувствительных инструментов подобного рода.

В ходе выполнения работ по программе изучения гравитационных волн от черных дыр, в ходе которых был использовал этот детектор, ученые получали информацию, которая казалась искаженной. Это искажение ранее было предсказано физиками из Fermilab, одного из подразделений Министерства энергетики США. Один из них, Крейг Хоган предположил, что открытие, проведенное GEO 600, подтвердило его предсказание. И что таинственный «шум», как он назвал обнаруженную аномалию, был результатом микроскопических флуктуаций пространства-времени. А сами такие флуктуации происходили из-за голографического принципа.

Казалось бы – вот оно, доказательство голографической Вселенной! Но.

INTEGRAL

Это аббревиатура от ИНТЕРНАЦИОНАЛЬНАЯ ГАММА-АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ Лаборатория. Это спутник, который работает на орбите Земли. Является проектом Европейского космического агентства. Его задача – изучение космических гамма-лучей. Эти сильные всплески энергии возникают, как полагают ученые, в результате коллапса и последующих взрывов гигантских звезд.

Лаборатория располагает очень чувствительными приборами. Они гораздо более чувствительны, чем оборудование GEO 600. И эти приборы не обнаружили никакого «шума» или, как его еще называют, «размытости» ткани Вселенной.

Казалось бы, это противоречит открытию GEO 600. А это значит, что мы не живем в голографической Вселенной.

Хорошо, мы живем в голограмме. Что дальше?

Для нашей повседневной жизни не имеет никакого значения, что 13,8 миллиарда лет назад во внезапном и жестоком взрыве, из единичной точки материи, образовалась наша Вселенная. Но открытие Большого Взрыва остается важным инструментом в нашем понимании истории Вселенной и понимании нашего места в космосе.

Точно так же странные принципы квантовой механики — запутанность, в которой две удаленные частицы каким-то образом влияют друг на друга, — никак не влияют на нашу повседневную жизнь. Вы не видите атомы и не знаете, что они делают на мельчайшем уровне. Но эти принципы позволяют нам открывать неожиданные законы природы.

Подтверждение голографического принципа станет таким же. Проживая свою жизнь, мы можем даже никогда не узнать о своеобразном и противоречивом факте, что живем в голограмме. Но это открытие станет важным шагом на пути к полному пониманию законов физики — которые определяют каждое действие, которое вы предпринимаете.

Есть ли жизнь без кондиционера?

Критики «земного шовинизма» (позиции, гласящей, что жизнь возможна только на «копиях Земли», планетах со строго земными условиями) тут же задали вопрос: а почему, собственно, все решили, что минералы не смогут прорываться через слой экзотического льда? Чем прочнее и непроницаемее крышка над чем-то раскаленным, тем больше под ней скапливается энергии, которая стремится вырваться наружу. Вот та же Венера — тектоники плит вроде нет, а углекислый газ прорвался из недр в таких количествах, что житья от него нет в прямом смысле этого слова. Следовательно, то же самое возможно и с выносом наверх минералов — твердые породы при вулканических извержениях вполне попадают наверх.

Но даже если так, остается другая проблема — «сломанный кондиционер» углеродного цикла. Может ли планета-океан быть обитаемой и без него?

В Солнечной системе немало тел, на которых углекислый газ вовсе не играет роль главного регулятора климата. Вот, скажем, Титан, крупный спутник Сатурна.

Титан. Фото: NASA / JPL-Caltech / Stéphane Le Mouélic, University of Nantes, Virginia Pasek, University of Arizona

Тело это ничтожно малой в сравнении с Землей массы. Однако оно образовалось далеко от Солнца, и излучение светила не «выпарило» из него легкие элементы, в том числе азот. От этого на Титане атмосфера почти из чистого азота, того же газа, что доминирует на нашей планете. Вот только плотность его азотной атмосферы вчетверо больше нашей — при гравитации в семь раз слабее.

При первом же взгляде на климат Титана возникает устойчивое ощущение, что он крайне стабилен, хотя «углеродного» кондиционера в прямом виде там и нет. Достаточно сказать, что между полюсом и экватором Титана разница температур — всего три градуса. Будь на Земле такая же ситуация, планета была бы куда более равномерно заселена и в целом более пригодна для жизни.

Более того, расчеты ряда научных групппоказали: при плотности атмосферы в пять раз выше земной, то есть на четверть выше, чем на Титане, даже парникового эффекта одного только азота вполне хватит для того, что температурные колебания упали почти до нуля. На такой планете и днем, и ночью, и на экваторе, и на полюсе температура была бы всегда одинаковой. Земная жизнь о таком может только мечтать.

Планеты-океаны по своей плотности находятся как раз на уровне Титана (1,88 г/см³), а не Земли (5,51 г/см³). Скажем, три планеты в зоне обитаемости TRAPPIST-1 в 40 световых годах от нас имеют плотность от 1,71 до 2,18 г/см³. Иными словами, скорее всего, у подобных планет более чем достаточная плотность азотной атмосферы, чтобы иметь стабильный климат за счет одного только азота. Углекислый газ не сможет превратить их в раскаленную Венеру, потому что действительно большая масса воды может связать много углекислого газа даже безо всякой тектоники плит (углекислый газ поглощается водой, причем чем выше давление, тем больше она может его содержать).

Модели Вселенной

Исследователи проверили ряд голографических моделей в отношении наблюдений очень ранней Вселенной, сделанных Европейским космическим агентством с помощью космической обсерватории Планка. Команда смогла исключить некоторые из моделей, но другие смогли удовлетворить их требованиям.

Это интересная находка, поскольку она задает направление для работы ученых, чтобы исследовать доказательства существования голографической Вселенной. Тем не менее протестированные ими модели выглядят несколько хуже, чем стандартная, которая предполагает, что Вселенная состоит из темной энергии, темной материи и малой части видимой материи.

Check your privilege, землянин

Проблема выявления самых перспективных мест для поисков жизни в том, что пока у нас мало данных, позволяющих выделить среди планет-кандидатов наиболее вероятных носителей жизни. Сама по себе концепция «зоны обитаемости» тут не самый лучший помощник. В ней пригодными для жизни считаются те планеты, что получают от своей звезды достаточное количество энергии, чтобы поддерживать жидкие водоемы хотя бы на части своей поверхности. В Солнечной системе и Марс, и Земля — в зоне обитаемости, но на первом сложной жизни на поверхности как-то незаметно.

В основном потому, что это совсем не такой мир, как Земля, с принципиально иной атмосферой и гидросферой. Линейное представление в стиле «планета-океан — это Земля, но только покрытая водой» может ввести нас в такое же заблуждение, что в начале XX века существовало относительно пригодности Марса к жизни. Реальные океаниды могут резко отличаться от нашей планеты — иметь совсем другую атмосферу, иные механизмы стабилизации климата и даже иные механизмы снабжения морских растений углекислым газом.

Детальное понимание того, как на самом деле устроены водные миры, позволяет заранее понять, какой будет зона обитаемости для них, и тем самым быстрее подойти к детальным наблюдениям таких планет в «Джеймс Уэбб» и другие перспективные крупные телескопы.

Подводя итоги, нельзя не признать, что до самого недавнего времени наши представления о том, какие миры действительно обитаемы, а какие — нет, чересчур страдали от антропоцентризма и геоцентризма. И, как теперь выясняется, от «сушецентризма» — мнения, что если мы сами возникли на суше, то она является самым важным местом в развитии жизни, причем не только на нашей планете, но и у других солнц. Быть может, наблюдения ближайших лет не оставят и камня на камне от этой точки зрения.

 Александр Березин

Нужно больше минералов

И тут начинаются большие проблемы. Никаких близких аналогов суперземель с большим количеством воды в Солнечной системе нет, а в отсутствие примеров, доступных для наблюдения, планетологам буквально не от чего отталкиваться. Приходится смотреть на фазовую диаграмму воды и прикидывать, какие же параметры будут у разных слоев планет-океанид.

Фазовая диаграмма состояния воды. Римскими цифрами обозначены модификации льда. Почти весь лед на Земле относится к группе I_h, и очень малая доля (в верхних слоях атмосферы) — к I_c. Изображение: AdmiralHood / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0

Получается, что если на планете размером с Землю воды будет в 540 раз больше, чем здесь, то она полностью покроется океаном глубиной более ста километров. На дне таких океанов давление будет таким большим, что там начнет образовываться лед такой фазы, который остается твердым даже при весьма высоких температурах, поскольку воду удерживает в твердом состоянии огромное давление.

Если дно всепланетного океана покрыто толстым слоем льда, жидкая вода будет лишена контакта с твердыми силикатного породами. Без такого контакта минералам в ней будет, по сути, неоткуда взяться. Что еще хуже — нарушится углеродный цикл.

Начнем с минералов. Без фосфора жизни — в формах, известных нам, — быть не может, потому что без него нет нуклеотидов и, соответственно, ДНК. Сложно будет и без кальция — например, наши кости состоят из гидроксилапатита, в котором не обойтись и без фосфора, и без кальция. Проблемы с доступностью тех или иных элементов возникают иной раз и на Земле. Скажем, в Австралии и в Северной Америке в ряде местностей аномально долго не было вулканической активности и в почвах кое-где сильно не хватает селена (входит в состав одной из аминокислот, необходим для жизни). От этого коровы, овцы и козы страдают дефицитом селена, и иногда это приводит к гибели скота (добавки селенита в корм скота в США и Канаде даже регулируются законом).

Некоторые исследователи предполагают, что один только фактор доступности минералов должен делать планеты-океаны настоящими биологическими пустынями, где жизнь если и есть, то крайне редкая. А о действительно сложных формах речь просто не идет.

Комбинация частот?

Сторонники «голографической» теории исходят из того, что время и пространство не являются непрерывными, а состоят из отдельных точек — наподобие того как цифровое изображение на экране компьютера состоит из пикселей. Таким образом, увеличивая масштаб, мы получим всего лишь размытую «картинку».

В 1982 году группа французских исследователей обнаружила, что в определенных условиях микрочастицы способны сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними (практическое подтверждение парадокса Эйнштейна — Подольского — Розена).

Открытием французов заинтересовался лондонский физик Дэвид Бохм. Ему пришло в голову, что странное поведение микрочастиц — это не что иное, как ключ к тайне мироздания.

Любая часть голограммы со­держит всю информацию об изображенном на ней пред­мете, Бохм предположил, что и взаимодействие матери­альных частиц — это не более чем иллюзия. На самом деле они по-прежнему представляют собой единое целое. Таким образом, материальные объекты могут быть всего лишь ком­бинациями голографических частот.

Достойное

• неделя
• месяц
• год
• век

Дэвид Бом

Этот американский ученый считается одним из самых влиятельных физиков-теоретиков 20-го века. Работая в Лондонском университете, он рассматривал один аспект в свойствах голограмм – это то, что все части объекта каким-то образом должны быть связаны с целым.

Он предположил, что причина, по которой электроны способны мгновенно связываться друг с другом на больших расстояниях, не имеет ничего общего с информацией, распространяющейся в обычном пространстве и времени. По его мнению фактически существует некая реальность, внутри которой развернута наша голографическая Вселенная. И все части нашей Вселенной являются частями общей голограммы. И взаимодействуют между собой напрямую. Именно это объясняет тот факт, что расположенные далеко друг от друга электроны мгновенно влияют друг на друга. Не нарушая при этом теорию Эйнштейна.

Именно вышеописанный факт, не вписывающийся в концепции Эйнштейна, свидетельствует о том, что мы живем в голографической Вселенной. Но Бом пошел еще дальше. Он предложил гипотезу «суперголограммы». Внутри этого предельного глубокого уровня реальности прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно. Как и вся возможная материя и энергия. Это место, по его словам, «содержит все, что есть».

Рассказать всей Вселенной!

• 1
  Поделиться

Саргассовы планеты

Но что делать, если планета-океан по недоразумению все же имеет земную плотность атмосферы? И здесь все не так плохо. На Земле водоросли стремятся прикрепиться к дну, но там, где для этого нет никаких условий, оказывается, что водные растения вполне могут плавать.

Часть саргассовых водорослей использует наполненные воздухом мешочки (они напоминают виноградины, откуда и португальское слово «саргассы» в названии Саргассова моря) для обеспечения плавучести, и в теории это позволяет брать СО₂ из воздуха, а не из воды, где его дефицит. За счет плавучести им проще заниматься фотосинтезом. Правда, такие водоросли хорошо размножаются лишь при довольно высоких температурах воды, и поэтому на Земле им бывает относительно неплохо только в некоторых местах, типа Саргассова моря, где вода весьма теплая. Если планета-океан достаточно тепла, то даже земная плотность атмосферы не является непреодолимым препятствием для морских растений. Они вполне могут брать СО₂ из атмосферы, избегая проблем с низким содержанием углекислого газа в теплой воде.

Саргассовы водоросли. Фото: Allen McDavid Stoddard / Фотодом / Shutterstock

Что интересно, плавучие водоросли в том же Саргассовом море порождают целую плавучую экосистему, что-то вроде «плавучей суши». Там живут крабы, для которых плавучести водорослей хватает, чтобы передвигаться по их поверхности так, будто это суша. Теоретически в спокойных районах планеты-океана на плавучих группах морских растений может развиваться довольно «сухопутная» жизнь, хотя самой суши там и не сыщешь.

Энтропия

И начнем мы с рассмотрения такого понятия, как «энтропия». Самое простое определение энтропии – это количество «беспорядка» в веществе или энергии. Если быть точнее, то это число различных микроскопических состояний частиц в некотором объеме материи или энергии, которые возможны без изменения его внешнего вида. Эта концепция известна как энтропия Больцмана.

Теперь мы должны рассмотреть другой тип энтропии, названный в честь американского математика Клода Шеннона. Но на этот раз в отношении цифровой информации. Было обнаружено, что количественное определение информации, например, в электронном письме с использованием энтропии Шеннона, дает ту же формулу, что и энтропия Больцмана, описывающая материю или энергию. Таким образом выяснилось, что вся Вселенная в теории может быть описана в цифровом виде!

Поэтому было выдвинуто интригующее предложение, что наша Вселенная может быть трехмерной проекцией некоторой двумерной информации, «напечатанной» на космологическом горизонте некой черной дыры. То есть там, где время практически останавливается. Считается, что при разрешениях на длине Планка (это теоретически наименьшая возможная измеряемая длина – в несколько миллионов и миллионов раз меньше, чем размер электрона) одно из наших пространственных измерений переплетается с измерением времени. И остается только два пространственных измерения.

Так можно ли как-то доказать это странное утверждение?

Можно ли сохранить луч света?

Сколько голограмм в вашем кошельке? Если у вас есть какие-то деньги, ответ, вероятно, будет: «довольно много.» Голограммы – это блестящие металлические узоры с призрачными изображениями внутри банкнот, которые помогают бороться с фальшивомонетчиками, так как их очень трудно воспроизвести. На кредитных картах тоже есть голограммы. Но для чего еще можно использовать голограммы?

Еще в 19 веке гениальные изобретатели помогли решить эту проблему, открыв способ захвата и хранения изображений на химически обработанной бумаге. Фотография, как известно, произвела революцию в том, как мы видим мир и взаимодействуют с ним – и она дала нам фантастические формы развлечений в 20-м веке в виде фильмов и телевидения. Но как бы реалистично или художественно ни выглядела фотография, о ее реальности не может быть и речи. Мы смотрим на фотографию и мгновенно видим, что изображение – это застывшая история: свет, который захватил объекты на фотографии, исчез давным-давно и никогда не может быть восстановлен.

Голограмма безопасности на банкноте помогает остановить фальшивомонетчиков – их труднее воспроизвести, чем другие устройства безопасности.

Сломанный кондиционер

Кроме дефицита минералов теоретики обнаружили и вторую потенциальную проблему планет-океанов — возможно, даже важнее первой. Речь идет о сбоях в работе углеродного цикла. На нашей планете он — главная причина существования относительно стабильного климата. Принцип работы углеродного цикла прост: когда на планете становится чересчур холодно, поглощение углекислого газа горными породами резко замедляется (процесс такого поглощения быстро идет только в теплой среде). При этом «поставки» углекислого газа с извержениями вулканов идут в прежнем темпе. Когда связывание газа падает, а поступление не снижается, концентрация CO₂ естественным образом растет. Планеты, как известно, находятся в вакууме межпланетного пространства, и единственный значимый путь потери тепла для них — его излучение в виде волн инфракрасного излучения. Углекислый газ такое излучение от поверхности планеты поглощает, отчего атмосфера слегка подогревается. От этого с водной глади океанов испаряется водяной пар, который также поглощает ИК-излучение (еще один парниковый газ). В итоге именно CO₂ выступает главным застрельщиком в процессе нагрева планеты.

Именно этот механизм приводит к тому, что оледенения на Земле рано или поздно заканчиваются. Он же не дает ей и перегреваться: при чрезмерно высоких температурах углекислый газ быстрее связывается горными породами, после чего они, в силу тектоники плит земной коры, постепенно тонут в мантии. Уровень CO₂ падает, и климат становится более прохладным.

Важность этого механизма для нашей планеты трудно переоценить. Представим на секунду поломку углеродного кондиционера: скажем, вулканы перестали извергаться и больше не доставляют из недр Земли углекислый газ, некогда опустившийся туда со старыми континентальными плитами

Первое же оледенение станет буквально вечным, ведь чем больше на планете льда, тем больше солнечного излучения она отражает в космос. А новая порция CO2 не сможет разморозить планету: ей неоткуда будет взяться.

Именно так, по идее, должно быть на планетах-океанах. Даже если вулканическая активность временами и сможет прорвать панцирь экзотического льда на дне планетарного океана, хорошего в этом мало. Ведь на поверхности морского мира просто нет горных пород, которые могли бы связать избыточный углекислый газ. То есть может начаться его неконтролируемое накопление и, соответственно, перегрев планеты.

Нечто подобное — правда, безо всякого всепланетного океана — случилось на Венере. На этой планете тоже нет тектоники плит, хотя почему так вышло, толком неизвестно. Поэтому вулканические извержения там, прорываясь временами через кору, поставили в атмосферу много углекислого газа, но поверхность не может его связать: континентальные плиты не погружаются вниз и новые не поднимаются наверх. Поэтому поверхность существующих плит уже связала весь СО₂, который могла, и больше поглотить не может, и на Венере так жарко, что свинец там всегда останется жидкостью. И это при том, что, согласно моделированию, при земной атмосфере и углеродном цикле эта планета была бы пригодным для обитания близнецом Земли.

Как эта идея перешла от черных дыр к целой Вселенной?

Ничто из этого не доказывает, что черные дыры — голограммы. Но почти сразу, говорит Сасскинд, физики признали, что рассмотрение Вселенной как двумерного объекта, который только кажется трехмерным, может помочь решить массу глубочайших проблем теоретической физики. Математика теории работает одинаково хорошо вне зависимости от того, говорите вы о черной дыре, планете или целой Вселенной.

В 1998 году Малдасена продемонстрировал, что гипотетическая вселенная может быть голограммой. Его частной гипотетической вселенной было так называемой анти-де-ситтеровское пространство (простыми словами, изогнутая на больших расстояниях форма, в отличие от нашей плоской вселенной).

И что еще более важно, в процессе этого, он объединил две невероятно важных и отдельных концепции физики в одни теоретические рамки. «Голографический принцип соединил теорию гравитации с теориями физики элементарных частиц», — говорит Малдасена

Сочетание двух этих фундаментальных идей в одну последовательную теорию (часто называемую квантовой гравитацией) остается одним из святых Граалей физики. Конечно, и это тоже не говорит нам о том, что наша вселенная — а не гипотетическая — является голограммой.

Может ли наша вселенная в принципе быть голограммой — или эта идея применима только к гипотетической? Это остается предметом ожесточенных дебатов.

В последнее время было проведено много теоретической работы, которые навели на мысли, что голографический принцип может работать для нашей Вселенной — включая работы высокого профиля австрийского и индийского физиков, которые вышли в мае.

Как и Малдасена, они также стремились применить принцип и найти сходство между разнородными областями квантовой физики и теории гравитации. В нашей Вселенной, две эти теории не сходятся: они предсказывают разные результаты в отношении поведения любой отдельной частицы.

Но в новой работе физики рассчитали, как эти теории могут предсказать степень запутанности — странного квантового явления, при котором состояния двух крошечных частиц могут коррелировать так, что изменение одной частицы повлияет на другую даже на огромном расстоянии. Ученые выяснили, что рассматривая одну конкретную модель плоской вселенной как голограммы, они могут получить совпадающие результаты из обеих теорий.

Тем не менее, хотя это немного ближе к той вселенной, над которой работал Малдасена, ученые работали только с одним частным типом плоского пространства, а их расчеты не принимали во внимание время — только три пространственных измерения. Более того, даже если бы это можно было применить напрямую к нашей Вселенной, это показало бы только то, что она может быть голограммой

Как объединить известные теории

Общая теория относительности Эйнштейна очень хорошо объясняет практически все, что касается больших масштабов во Вселенной. Но если рассматривать ее происхождение и механизмы на квантовом уровне, появляются проблемы. Ученые на протяжении многих десятилетий пытались объединить теорию гравитации Эйнштейна и квантовую. Некоторые полагают, голографический принцип имеет потенциал к этому объединению. Вполне возможно, что новое исследование еще на один шаг приблизит нас к этому.

Голографический принцип был разработан при изучении черных дыр, а также использован в теории струн. Возможно, он и не сможет изменить наше представление о Вселенной, но интересно видеть, что с его помощью можно объяснить Вселенную, которую мы видим в настоящее время.

Как доказать, что наша Вселенная — голограмма?

Лучший тип доказательства должен начинаться с какого-нибудь проверяемого предсказания, выводимого в рамках голографической теории. Физики-экспериментаторы могли бы собрать доказательства, чтобы увидеть, соответствуют ли результаты предсказаниям. К примеру, теория Большого Взрыва предсказала, что мы могли бы найти остатки энергии, исходящей от всей Вселенной в результате жестокого расширения 13,8 миллиарда лет назад — и в 1960-х годах астрономы именно это и нашли, в виде космического микроволнового фона.

В настоящее время нет универсального испытания, которое обеспечило бы твердые доказательства этой идее. Тем не менее некоторые физики считают, что голографический принцип предсказывает предел тому, сколько информации может содержать пространство-время, поскольку наше кажущееся трехмерное пространство-время закодировано в ограниченном количестве двумерной информации.

Другие физики, включая Сасскинда, не верят в этот эксперимент и говорят, что он не обеспечит никаких доказательств голографическому принципу.

Как-то все запутано…

Давайте теперь рассмотрим еще одну вещь, которая может указывать на голографическую Вселенную. Все начинается с замечательного открытия, проведенного физиком Аленом Аспектом в Парижском университете в 1982 году. Он и его команда обнаружили, что субатомные частицы могут мгновенно связываться друг с другом. Независимо от того, какое расстояние их разделяет.

Другими словами, один электрон будет знать, что делает другой электрон, независимо от того, находится ли он на расстоянии в несколько метров от него, или на другой стороне Галактики. После этого открытия у ученых возникло чувство тревоги. И даже, возможно, бессонница и зуд в самых нескромных местах. Поскольку подобный факт подразумевал распространение информации быстрее света. А это нарушает постулаты теории относительности Эйнштейна. Поэтому ученым, пока их никто не заподозрил в отрицании работ великого физика, пришлось немедленно искать этому факту объяснение. Теория голографической Вселенной – одно из них.

Вселенная тоже голографична?

Впервые идею о том, что наша Вселенная устроена по голографическому принципу, выдвинул в 1993 году нидерландский физик Герард ‘т Хоофт, занимавшийся изучением черных дыр. Он заявил, что такие объекты, как Вселенные и черные дыры, можно представить в виде гигантской двумерной голограммы. На поверхности последней «записана» информация, касающаяся особенностей искривления пространства-времени внутри объекта. Это позволяет нам воспринимать его как трехмерную сферу.

Используя принцип, предложенный ‘т Хоофтом, как базовый, американский физик Хуан Малдасена в 1997 году составил ряд уравнений, описывающих поведение голографических объектов вселенского масштаба.

Однако, несмотря на привлекательность и размах голографической теории, подтверждений ее на практике пока не было. Этим озаботилась в 2009 году группа ученых из Центра астрофизических исследований лаборатории Ферми в Чикаго (США) во главе с Крэйгом Хоганом из Калифорнийского технологического института в Пасадене.

Исследователи исходили из того, что если голографический принцип справедлив, то трехмерные координаты произвольно взятых точек в пространстве не будут поддаваться измерению, в соответствии с законами квантовой механики. Позиции этих точек будут подвержены колебаниям на очень высоких частотах, значения которых составят несколько мегагерц и более.

Увидеть этот эффект во всей наглядности можно, поставив рядом друг с другом два совершенно одинаковых сверхточных интерферометра и попытавшись измерить с их помощью расстояние прохождения светового луча от лазера к детектору фотонов.

Если Вселенная действительно не что иное, как голограмма, то в значениях координат и длин световых волн будут наблюдаться флуктуации. Если же наш мир трехмерен, то зафиксировать колебаний не удастся.

Что такое голограмма?

Голограммы немного похожи на вечные фотографии. Это своего рода «фотографические призраки»: они выглядят как трехмерные фотографии, которые каким-то образом попали в ловушку внутри стекла, пластика или металла. Когда вы наклоняете голограмму кредитной карты, то видите изображение чего-то вроде птицы, движущейся «внутри» карты. Как она туда попадает и что заставляет голограмму двигаться? Чем она отличается от обычной фотографии?

Предположим, вы хотите сфотографировать яблоко. Вы держите камеру перед собой, и когда вы нажимаете кнопку спуска затвора, чтобы сделать снимок, объектив камеры ненадолго открывается и пропускает свет, чтобы попасть на пленку (в старомодной камере) или на светочувствительный чип датчика изображения (чип в цифровой камере). Весь свет, исходящий от яблока, исходит из одного направления и попадает в один объектив, поэтому камера может записывать только двумерную картину света, темноты и цвета.

Голограмма слона выглядит так

Если вы смотрите на яблоко, происходит что-то другое. Свет отражается от поверхности яблока в оба ваших глаза, и мозг сливает их в одно стереоскопическое (трехмерное) изображение. Если вы слегка повернете голову, лучи света, отраженные от яблока, будут двигаться по несколько иным траекториям, чтобы встретиться с вашими глазами, и части яблока теперь могут выглядеть светлее, темнее или и вовсе быть другого цвета. Ваш мозг мгновенно все пересчитывает и вы видите несколько иную картину. Вот почему глаза видят трехмерное изображение.

Голограмма – это нечто среднее между тем, что происходит, когда вы фотографируете, и тем, что происходит, когда вы смотрите на что-то реально. Как и фотография, голограмма – это постоянная запись отраженного от объекта света. Но голограмма также выглядит реальной и трехмерной и движется, когда вы смотрите вокруг нее, точно так же, как реальный объект. Это происходит из-за уникального способа, которым создаются голограммы.

Голографическая Вселенная

Идея, что Вселенная может оказаться голограммой, не означает, что вы, ваша кошка и все, что вас окружает, не является реальным или физическим. Голографический принцип подразумевает, что все свойства нашей трехмерной Вселенной закодированы на двумерной поверхности.

«Представьте, что вы можете видеть, чувствовать и слышать все в трех измерениях (а также с помощью вашего восприятия времени), но на самом деле это исходит от плоской двумерной области, — говорит автор исследования профессор Костас Скендерис из Саутгемптонского университета. — Идея похожа на обычную голограмму, в которой трехмерное изображение кодируют в двумерной поверхности, к примеру, в голограмме по кредитной карте. Тем не менее в этом случае вся Вселенная кодируется».

Самая здоровая группа крови: у таких людей риск заражения COVID-19 на 20 % ниже

Вкусно и просто: у подруги научилась готовить куриные голени в йогурте с имбирем

У многих есть древняя, но еще рабочая бытовая техника: погодите ее выбрасывать

Знакомьтесь: голометр!

На построение прибора, который смог бы отслеживать координаты прохождения луча на внушительное расстояние — 38 метров, ушло около 2,5 миллиона долларов. Так называемый «голометр» устроен следующим образом: лазерный луч проходит через расщепитель, образовавшиеся два луча проходят через два перпендикулярных тела, отражаясь от них, затем возвращаются назад и, сливаясь, создают интерференционную картину, по искажениям которой можно судить об изменении пространства, сжимаемого или растягиваемого гравитационной волной в разных направлениях.

Но первые эксперименты с голографическим детектором не выявили никаких признаков того, что мы обитаем в голографической реальности.

«Нам не удалось найти корреляций, которые бы указывали на новую физику и голографический шум, — прокомментировал Хоган. — Но для меня наше самое большое достижение заключается в том, что теперь у нас есть методика для наблюдений за тканью пространства-времени на таком уровне».

Хотя, добавляет ученый, не исключено, что голографическая природа способна проявляться в иных условиях. Скажем, в угле наклона материальных объектов по отношению друг к другу.

Кстати, ряд физиков вообще выражают сомнение в том, что устройство способно отслеживать голографические флуктуации, если они в действительности имеют место.

Что если теоретические выкладки Хогана вовсе не верны? — вопрошают критики. Тогда опираться на данные, полученные с помощью «голометра», просто не имеет смысла. А гипотеза о «Вселенной-голограмме» так и остается гипотезой, которую нельзя ни доказать, ни опровергнуть.

Встройте «Правду.Ру» в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в или в

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или

Также будем рады вам в наших сообществах во