Holografik ilke gerçeklik hakkında ne söylüyor

Quanta Magazine 25 Eylül'de fizik gazetecisi Charlie Wood'un holografik ilke üzerine bir denemesini yayımladı. Metin, uzayın herhangi bir bölgesinin içeriğinin yalnızca yüzeyi ölçülerek yeniden kurulabileceği fikrini ele alıyor. Yazar bunu teorik fizikte son 30 yılın en derin önerisi olarak niteliyor.

İlke ne söylüyor

Holografiye göre bir kutunun yüzeyindeki ölçümler, içeride olup biten her şeyi ortaya çıkarır: gaz moleküllerinden çarpışan kara deliklere kadar. Bir hacmi dolduran madde miktarı, sınırını kaplamak için gereken boyaya eşit olurdu; bu da metrekare ile metreküp arasındaki ayrımı ortadan kaldırır. Çin'deki Çinghua Üniversitesi'nden teorisyen Bartek Czech bunu, içeriye bakmadan yapının üç boyutlu olarak yeniden oluşturulduğu beyin tomografisine benzetiyor.

Akıl yürütme kütleçekimle başlıyor. Elektromanyetizmada pozitif ve negatif yükler birbirini götürür, bu yüzden farklı iç düzenlemeler yüzeyde aynı alanı üretir. Kütlenin negatif bir karşılığı yoktur; dolayısıyla sınırdaki uzay-zaman eğriliği içerideki gerçek düzenlemeyi her zaman açığa çıkarır. Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü'nden Laurent Freidel'e göre holografiyi akla yatkın kılan tam da budur.

Kara delikler ve AdS/CFT

İlk ipuçları 1970'lerde ortaya çıktı: Jacob Bekenstein ve Stephen Hawking kara deliklerin entropisini hesapladı ve entropinin hacimle değil, yüzey alanıyla birlikte arttığını gördü. 1990'larda Stanford Üniversitesi'nden fizikçi Leonard Susskind kara deliğin kelimenin tam anlamıyla bir hologram olduğunu öne sürdü.

İkinci dayanak AdS/CFT eşleşmesi. Anti-de Sitter uzayı öyle eğridir ki sonsuz hacmi sonlu bir kar küresine sığar; içeride parçacıklar kütleçekim yaratır, katı yüzeyde ise kütleçekim yoktur. 1990'ların sonunda yayımlanan üç makale bu iki dünyanın matematiksel olarak aynı olduğunu gösterdi.

Gerçekliğin üç okuması

Evrenimiz hızlanarak genişliyor ve hologramın yansıtılabileceği belirgin bir yüzeyi yok. Pennsylvania Üniversitesi'nden Vijay Balasubramanian üç seçenek sıralıyor: gerçek olan kuantum yüzeyi, gerçek olan kütleçekimsel hacim ya da ikisi de değil. En yaygın okumada uzay, yakından bakınca moleküllere ayrışan su kadar yanıltıcı.

İkinci seçenek holografiyi matematiksel bir rastlantıya indirgiyor, üçüncüsü hem kütleçekimi hem kuantum mekaniğini daha keskin, henüz bilinmeyen bir teorinin taslakları sayıyor. Son dönemdeki holografik de Sitter modelleri bütün boyutları tek bir kuantum noktasına sıkıştırıyor.