Lehetne-e világegyetemünk egy hologramuniverzum?

2413

Elméleti fizikusok egy csoportja olyan matematikai konstrukciókkal állt elő, melyek értelmében nem lehetetlen, hogy univerzumunk csak egy másiknak a vetülete, bár az eredmény egyelőre nem vonatkoztatható a mérhető világunkra.

1997-ben Juan Maldacena elméleti fizikus az Univerzumnak egy olyan merész modelljét dolgozta ki, melyben az infinitezimálisan vékony rezgő húrok sokasága által okozott gravitáció kiválóan magyarázható “hagyományos”, jól definiált fizikai fogalmakkal. Eszerint a húrok 10 dimenziós (9 tér + 1 idő) komplikált matematikai világa csupán egy vetület: a valódi történések ennek a térnek a határán, egy jóval egyszerűbb, simább kozmoszban játszódnak, amelyben nincs is gravitáció. Maldacena ötlete izgalomba hozta a fizikus társadalmat, mivel a nagyon népszerű, de kísérleti bizonyítékokkal nem rendelkező húrelméletet némileg biztosabb alapokra helyezte, és megoldást kínált a kvantumfizika és a gravitáció einsteini elmélete közötti ellentmondások feloldására is. A modell lehetővé tette, hogy a problémákat a két, egymással össze nem férő elmélet között ide-oda transzformáljuk, mindig annak keretei között oldva meg őket, amelyikben ez lehetséges. Bár Maldacena ötleteinek jogosságát az elmúlt másfél évtizedben komolyan soha nem kérdőjelezték meg, a szigorú bizonyítás még várat magára.

20131216_lehetne_e_vilagegyetemunk_egy_hologramuniverzum_1

Egy fekete lyuk eseményhorizontjának környékén a gravitáció einsteini elmélete és a kvantumfizika összeütközésbe kerül egymással. A holografikus univerzumok ideája azonban talán orvosolhatja ezt a problémát.
[Markus Gann/Shutterstock]

Most azonban úgy tűnik, hogy Yoshifumi Hyakutake (Ibaraki University, Japan) és munkatársai két, egyelőre csak preprint formájában létező közleményükben – melyeket a Nature magazin a honlapján az újdonságok rovatban szemlézett – ha nem is a valódi bizonyítással, de eléggé meggyőző bizonyítékokkal álltak elő arról, hogy Maldacena elmélete helyes lehet.

Az egyik cikkben Hyakutake egy fekete lyuk belső energiáját, eseményhorizontjának a pozícióját, entrópiáját, és a húrelmélet előrejelzésein alapuló egyéb tulajdonságait határozza meg, illetve számot ad az ún. virtuális részecskékről is, melyek folyamatosan keletkeznek és tűnnek el a fekete lyuk környezetében. A másik cikkben pedig munkatársaival a megfelelő, gravitáció nélküli alacsony dimenziójú kozmosz belső energiáját számította ki numerikus úton. A két eredmény pedig nagyon jó egyezést mutat! Maldacena véleménye szerint – aki jelenleg az Institute for Advanced Study, Princeton munkatársa és ezen kutatásoknak nem résztvevője – a számítások teljesen korrektnek tűnnek, és még azt is hozzáfűzte, hogy az eredmények érdekes lehetőséget biztosítanak a kvantumgravitáció és a húrelmélet sok felvetésének tesztelésére. Méltató szavait azzal zárta, hogy a két közlemény a japánok elmúlt években írt nagyon ígéretes cikksorozatának a betetőzése: az azokban bemutatott eredmények segítségével ugyanis az Univerzum kettős természetének (kvantumjelenségek és a gravitáció) megnyilvánulásai olyan tartományokban is tesztelhetők, ahol erre nem léteznek analitikus módszerek.

Leonard Susskind (University of Stanford) szerint, aki a holografikus univerzumok lehetőségét az elsők között vetette fel, Hyakutake és kollégái – valószínűleg elsőként a világon – numerikus úton erősítették meg azt a sejtést, aminek igaz voltában valójában mindenki biztos volt. Jelesül azt, hogy bizonyos fekete lyukak termodinamikai tulajdonságai jól reprodukálhatók az alacsony dimenziójú univerzumok segítségével. Maldacena azonban azt is fontosnak tartja hangsúlyozni, hogy a japán kutatók által felvázolt egyik modell sem írja le azt, amilyennek jelenleg a saját világunkat látjuk. Az egyiknek tíz dimenziója van, melyekből nyolc egy 8 dimenziós gömböt formál, míg a másikban, amelyben nincs gravitáció, mindössze egy dimenzió létezik, részecskesokasága pedig egymáshoz kapcsolódó idealizált húrok vagy harmonikus oszcillátorok összessége.

A matematikai eredményeket tehát egyelőre nem érdemes hangzatos címek mentén tovább gondolni – főleg nem az egész téma rendkívül bonyolult matematikai formalizmusának ismerete nélkül -, de annak numerikus alátámasztása, hogy a két látszólag eltérő univerzum valójában azonos lehet, azzal a reménnyel kecsegtet, hogy egy nap a Világegyetem gravitációs tulajdonságait egy tisztán a kvantumelmélet törvényszerűségeinek engedelmeskedő kozmosszal lehet majd magyarázni.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás