Ինչ է նշանակում հոլոգրաֆիկ սկզբունքը իրականության համար

Սեպտեմբերի 25-ին Quanta Magazine-ը հրապարակել է ֆիզիկայի լրագրող Չարլի Վուդի էսեն հոլոգրաֆիկ սկզբունքի մասին։ Խոսքը այն գաղափարի մասին է, որ տարածության ցանկացած հատվածի պարունակությունը հնարավոր է վերականգնել միայն նրա մակերևույթը չափելով։ Հեղինակը այն անվանում է տեսական ֆիզիկայի վերջին 30 տարվա ամենախոր առաջարկը։

Ինչ է պնդում սկզբունքը

Ըստ հոլոգրաֆիայի՝ տուփի մակերևույթին կատարված չափումները բացահայտում են այն ամենը, ինչ կատարվում է ներսում՝ գազի մոլեկուլներից մինչև բախվող սև խոռոչներ։ Ծավալը լցնող նյութի քանակը հավասար կլինի նրա սահմանը ծածկելու համար անհրաժեշտ ներկին, ինչով վերանում է քառակուսի ու խորանարդ մետրերի տարբերությունը։ Չինաստանի Ցինհուա համալսարանի տեսաբան Բարտեկ Չեխը դա համեմատում է ուղեղի CT սկանավորման հետ, որը վերակառուցում է կառուցվածքը՝ առանց ներս նայելու։

Պատճառաբանությունը սկսվում է գրավիտացիայից։ Էլեկտրամագնիսականության մեջ դրական և բացասական լիցքերը չեզոքացնում են միմյանց, ուստի տարբեր ներքին դասավորություններ մակերևույթին նույն դաշտն են ստեղծում։ Զանգվածը բացասական զուգակցություն չունի, ուստի սահմանին տարածաժամանակի ծռումը միշտ բացահայտում է ներսի իրական դասավորությունը։ Կանադայի «Պերիմետր» տեսական ֆիզիկայի ինստիտուտից ֆիզիկոս Լորան Ֆրեյդելի խոսքով՝ հենց դա է հոլոգրաֆիան հավատալի դարձնում։

Սև խոռոչներ և AdS/CFT

Առաջին ակնարկները հայտնվել են 1970-ականներին. Ջեյքոբ Բեկենշտեյնը և Սթիվեն Հոքինգը հաշվարկել են սև խոռոչների էնտրոպիան և տեսել, որ այն աճում է մակերևույթի մակերեսի, ոչ թե ծավալի հետ։ 1990-ականներին Սթենֆորդի համալսարանի ֆիզիկոս Լեոնարդ Սասքինդը առաջարկել է, որ սև խոռոչը բառացիորեն հոլոգրամ է։

Երկրորդ հենասյունը AdS/CFT համապատասխանությունն է։ Հակադե Սիտերի տարածությունը ծռված է այնպես, որ անվերջ ծավալը տեղավորվում է վերջավոր ապակե գնդի մեջ. ներսում մասնիկները գրավիտացիա են ստեղծում, կոշտ մակերևույթում գրավիտացիա չկա։ 1990-ականների վերջին հրապարակված երեք հոդվածները ցույց տվեցին, որ այս երկու աշխարհները մաթեմատիկորեն նույնն են։

Իրականության երեք ընթերցում

Մեր տիեզերքն արագացումով ընդարձակվում է, և հոլոգրամայի պրոյեկցիայի համար հստակ մակերևույթ չկա։ Փենսիլվանիայի համալսարանի Վիջայ Բալասուբրամանյանը թվարկում է երեք տարբերակ՝ իրական է քվանտային մակերևույթը, իրական է գրավիտացիոն ծավալը, կամ ոչ մեկը։ Ամենատարածված ընթերցմամբ տարածությունը խաբուսիկ է այնպես, ինչպես ջուրը, որ մոտիկից մոլեկուլների է տրոհվում։

Երկրորդ տարբերակը հոլոգրաֆիան դարձնում է մաթեմատիկական պատահականություն, երրորդը և՛ գրավիտացիան, և՛ քվանտային մեխանիկան համարում է ավելի ճշգրիտ, դեռևս անհայտ տեսության սևագրեր։ Վերջին մոդելները բոլոր հարթությունները սեղմում են մեկ քվանտային կետի մեջ։