გრავიტაცია ჰოლოგრაფიულია? რას ნიშნავს ეს რეალობისთვის

ჟურნალ Quanta Magazine-მა 25 სექტემბერს გამოაქვეყნა ფიზიკის ჟურნალისტ ჩარლზ ვუდის ესე ჰოლოგრაფიულ პრინციპზე. ტექსტი იმ იდეას ეხება, რომ სივრცის ნებისმიერი უბნის შიგთავსი მხოლოდ ზედაპირის გაზომვით შეიძლება აღვადგინოთ. ავტორის შეფასებით, თეორიულ ფიზიკაში ეს ბოლო 30 წლის ყველაზე მნიშვნელოვანი წინადადებაა.

რას ამბობს პრინციპი

ჰოლოგრაფიით, ყუთის ზედაპირზე გაზომვებით შეიტყობთ ყველაფერს, რაც შიგნით ხდება: გაზის მოლეკულებიდან ერთმანეთთან შეჯახებულ შავ ხვრელებამდე. მოცულობის შემავსებელი მასალა მისი საზღვრის დასაფარი საღებავის ტოლია, ამიტომ კვადრატულ და კუბურ მეტრს შორის განსხვავება ქრება. ჩინეთის ცინხუას უნივერსიტეტის თეორეტიკოსი ბარტეკ ჩეხი ამას ტვინის CT სკანირებას ადარებს: სტრუქტურა შიგნით ჩახედვის გარეშე აღდგება.

საფუძველი გრავიტაციაა. ელექტრომაგნეტიზმში დადებითი და უარყოფითი მუხტები ერთმანეთს ანეიტრალებენ, ამიტომ სხვადასხვა შიდა განლაგება ზედაპირზე ერთსა და იმავე ველს იძლევა. მასას უარყოფითი საპირისპირო არ აქვს, ამიტომ საზღვარზე სივრცე-დროის გამრუდება შიგნით არსებულ ნამდვილ განლაგებას ყოველთვის ამხელს. პერიმეტრის თეორიული ფიზიკის ინსტიტუტის ფიზიკოსის ლორან ფრაიდელის თქმით, სწორედ ამიტომ ჩანს ჰოლოგრაფია დამაჯერებლად.

შავი ხვრელები და AdS/CFT

პირველი მინიშნებები 1970-იან წლებში გაჩნდა: ჯეიკობ ბეკენშტაინმა და სტივენ ჰოკინგმა შავი ხვრელის ენტროპია გამოთვალეს და დაინახეს, რომ ის მოცულობასთან კი არა, ზედაპირის ფართობთან ერთად იზრდებოდა. სტენფორდის უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა ლეონარდ სასკინდმა 1990-იან წლებში შესთავაზა, რომ შავი ხვრელი სიტყვასიტყვით ჰოლოგრამაა.

მეორე საყრდენი AdS/CFT შესაბამისობაა: ანტი-დე სიტერის სივრცე ისეა გამრუდებული, რომ უსასრულო მოცულობა სასრულ თოვლის ბურთულაში ეტევა. შიგნით ნაწილაკები გრავიტაციას ქმნიან, ხისტ ზედაპირზე კი გრავიტაცია არ არსებობს. იმავე ათწლეულის ბოლოს გამოქვეყნებულმა სამმა ნაშრომმა აჩვენა, რომ ეს ორი სამყარო მათემატიკურად ერთი და იგივეა.

რეალობის სამი წაკითხვა

ჩვენი კოსმოსი აჩქარებულად ფართოვდება, ამიტომ ჰოლოგრამისთვის აშკარა ზედაპირი არ არსებობს. პენსილვანიის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი ვიჯაი ბალასუბრამანიანი სამ ვარიანტს ასახელებს: ნამდვილია კვანტური ზედაპირი, ნამდვილია გრავიტაციული მოცულობა, ან არც ერთი მათგანი. პირველი, ჰოლოგრაფიის მკვლევრებში ყველაზე პოპულარული ვერსია, სივრცეს წყლის მსგავსად მატყუარად თვლის: ახლო ხედვისას ის მოლეკულებად იშლება.

მეორე ვარიანტში სამგანზომილებიანი სამყარო ნამდვილია, ჰოლოგრაფია კი მათემატიკური დამთხვევა; მესამეში არც გრავიტაცია და არც კვანტური მექანიკა არ არის საბოლოო აღწერა, არამედ ჯერ კიდევ უცნობი, უფრო ზუსტი თეორიის მონახაზი. სასკინდის ჯგუფის ბოლო ნაშრომები ყველა განზომილებას ერთ კვანტურ წერტილში აწყობს. ბალასუბრამანიანის აზრით, თუ სივრცე უსივრცო წერტილიდან წარმოიქმნება, დროც უდროო საწყისიდან უნდა წარმოიქმნას.