Гипотеза о голографической Вселенной не подтвердилась

Существует довольно популярная теория о том, что наша Вселенная является не полноценным трехмерным объектом, а только голограммой, в которой объекты проецируются на плоскость. Однако специальный детектор, созданный в лаборатории Ферми, не обнаружил доказательств голографической природы нашего мира. Таков результат недавних исследований.

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.

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.

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.