Žijeme ve 2D hologramu? Experimentální test povahy vesmíru  
Ve Fermilabu spustili Holometer, který by mohl odhalit holografický šum kvant prostoru. Jestli uspějí, tak žijeme ve kvantovém hologramu.


 

Zvětšit obrázek
V srdci Holometru. Kredit: Fermilab.

Jak každý ví, prostor má oficiálně tři rozměry. Tedy ponecháme-li stranou rozličné vícerozměrné hypotézy. Jenže, co když je to jenom iluze? Existuje představa, že prostor je ve skutečnosti jenom dvourozměrný. Jde o dotažení holografického principu, potměšilé spekulace o kvantové gravitaci, která vychází z přediva strunových teorií. Podle těchto úvah mohou být veškeré informace obsažené v objemu určitého prostoru reprezentovány teorií fungující na dvourozměrné hranici této oblasti.

 

Zvětšit obrázek
Craig Hogan. Kredit: KICP.


Craig Hogan, šéf Centra Fermilabu pro částicovou astrofyziku, to přirovnává k mocným artefaktům, na něž zíráme každý den dlouhé hodiny – k televizním obrazovkám. Máme pocit, že je s námi úžasně komplikovaný svět, ale přitom sledujeme jenom hemžení pixelů, bodů na 2D obrazovce. Podle Hogana je to s vesmírem docela podobné, jen pixely, tedy kvanta prostoru, jsou nezměrně maličké. Jejich velikost by se měla pohybovat v měřítku Planckovy délky, podle mainstreamových názorů nejkratší dosažitelné vzdálenosti, o které se můžeme něco dozvědět. Ta činí přibližně 1,6 krát 10 na mínus 35 metru.

 

Zvětšit obrázek
Holometer z očí do očí. Kredit: C. Hogan, Fermilab.


Koncept holografického vesmíru poslední dobou bojuje o přežití, ozvěny této bitvy se objevily i na stránkách OSLA. Z pohledu nadšeného laika je spíše v defenzivě, i když se občas objevují i náznaky podpory této zajímavé představy. Zmíněný Hogan je autorem poměrně kontroverzní hypotézy holografického šumu (holographic noise), podle níž by kvantová povaha prostoru měla vyvolávat zachytitelný šum. Zatím jsme ho ale neobjevili.


Hogen a jeho spolupracovníci se teď rozhodli nasadit těžkou váhu. Ve Fermilabu spustili Holometer, což by měl být nejcitlivější laserový interferometr na světě. Právě tenhle stroj na zázraky by teoreticky mohl jako první detekovat holografický šum časoprostoru. Je vybavený dvěma interferometry, přičemž každý z nich vysílá laserový paprsek s výkonem 1 kW, tedy asi jako 200 tisíc laserových ukazovátek. Analýza těchto paprsků by měla prozradit, jestli náš vesmír prostupuje holografický šum.

 

Zvětšit obrázek
Holografický šum a citlivost Holometru (2010). Kredit: Fermi National Accelerator Laboratory, Craig Hogan.


Tento šum kvant prostoru by měl být všudypřítomný, samozřejmě pokud vůbec existuje. Jde o to, aby ho ve Fermilabu dovedli odlišit od jiných zdrojů šumu. Největším problémem jsou prý pro ně rádiové vlny, pocházející z okolní elektroniky. Experiment Holometer by si s nimi ale měl být schopen poradit. Pokud Hogan a spol. něco najdou, tak se možná otřese celý náš vesmír v základech. Holometer už běží na plný plyn a měl by sbírat data letos i v příštím roce. Pak se ukáže, co je vesmír vlastně zač a OSEL u toho jistě nebude chybět.


O zasvěcený komentář k experimentu Holometer jsme požádali Pavla Bakalu, odborníka na obecnou teorii relativity a chování hmoty a záření v blízkosti černých děr a neutronových hvězd, z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě:

 

 

Zvětšit obrázek
Pavel Bakala, tým LOFT „Strong gravity“.

Představa našeho vesmíru jako kvantového hologramu je hodně atraktivní a dosti odvážnou interpretací šumu, který zachycuje německý gravitační detektor GEO 600. Diskrétní struktura prostoročasu, kterou mají tvořit kvantově se chvějící pixely kosmického hologramu, je však také důležitou ingrediencí poněkud odlišného teoretického modelu – kvantové smyčkové gravitace. Naopak různé varianty konkurenční teorie superstrun žijí na pozadí spojitého prostoročasového kontinua.


Důsledky případné zrnitosti prostoročasu jsou pro astrofyziku vysokých energií a kosmologii významné. Nespojitý prostoročas by měl mimo jiné způsobovat vakuovou disperzi vysokoenergetických fotonů, tedy obdobu závislosti indexu lomu na frekvenci v látkovém prostředí. Látkou, která brzdí pohyb fotonů, by ovšem v tomto případě bylo samotné časoprostorové pletivo. Některá observační data, například teleskopu MAGIC v oblasti gama záření, takovou možnost nevylučují. Lze také spekulovat o ovlivnění hyperrelativistických vysokoenergetických částic kosmického záření. Na experimentu HOLOMETER je tedy fascinující, že v případě pozitivních výsledků bychom kromě podpory ideje kosmického hologramu měli i poprvé v rukách ověření konkrétní a klíčové předpovědi jedné z existujících teorií kvantové gravitace.

 

 

Are We Living In A Holographic Universe? Kredit: DNews.


Fermilab"s Holometer experiment. Kredit: Medill Reports.



Literatura

Fermilab Press Release 26. 8. 2014, Wikipedia (Holographic principle, Holometer).

Datum: 03.09.2014 19:46
Tisk článku

Válka o černé díry - Susskind Leonard
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 498 Kč
cena: 468 Kč
Válka o černé díry
Susskind Leonard

Diskuze:

Realita jako simulace

Mintaka Earthian,2014-09-05 08:31:09

Zmínil jsem tento citát nedávno, jako statistický důkaz, že žijeme v simulaci.

Cite http://arxiv.org/abs/1210.1847:

Jakákoliv civilizace dostatečně inteligentní a velká může s nenulovou pravděpodobností vytvořit simulaci vesmíru. Takto vytvořených simulací může být více, než skutečných vesmírů, protože i v rámci těchto simulací mohou vznikat další simulace. Proto je daleko větší pravděpodobnost, že náš vesmír je taková simulace než realita.

„Nejúžasnější vlastností takové simulace je, že úhlová distribuce těch nejenergičtějších částí by měla projevovat kubickou symetrii ve zbytku mřížky a tím se výrazně odchylovat od isotropie,“

Silas Beane z Bonnské University

Odpovědět

Transformace do perspektivy

Bohumír Tichánek,2014-09-04 17:55:25

(Pro P. Bakala)
Prostoročas s diskrétní strukturou, kromě jiného, nabízí i transformaci do perspektivního vjemu světa. To proto, každý bod lze z diskrétního časoprostoru přepočítat do perspektivy a to s dodržením kartézských souřadnic onoho bodu a jeho vzdálenosti od počátku. Jenže představa diskrétního světa poněkud přibližuje universum vesmírnému počítači.
Jinak - odstranění nekonečen může být chvályhodné.

Odpovědět

Pro pana Ticháčka i Bakalu

Josef Řeřicha,2014-09-04 13:36:04

Přidal bych názor, laický !! názor ( věřím, že je to povoleno, beztrestně ): Co si představit pod „časoprostorem s diskrétní s t r u k t u r o u“ ? Spojitost dimenzí je vyměněna za „strukturálnost“ dimenzí ? Jak se to může stát ? Pak ovšem ten můj laický názor je, že vše co pozorujeme, pozorujeme do „průmětny“ a tím pádem časoprostor pěnovitý, když ho promítneme do „plátna“, do plochy ( + časovou dimenzi ) bude „strukturovaný“ do pixelů, to „bodů a mezer“. Pak reálně zakřivený časoprostor na „maximum“ ( na Planckových škálách ) může být tou pěnou 3D, která se promítne do 2D jako „dimenze strukturovaná“, respektive kvantový obraz „bodů a mezer“, … nul a jedniček…, prostě průmět sinusovky, která má obrovskou amplitudu, průmět v ploše „xy“ do souřadnice „x“ ( do přímky ) lze kvalifikovat-popsat jako „tok“ bodů a mezer na té přímce, čili jakoby byla přímka, dimenze délková, toho prostoru kvantována, čili je to „struktura“. Pokřivená dimenze je spojitá, ale její průmět je „kvantován“. Koncept „struktury“ čp nahrazuje koncept „hladkosti“ čp…, přestože pěna časoprostorová 3D je hladká, je pak průmět 2D takového velmi křivého stavu čp ( jeho dimenzí ) v průmětně s t r u k t u r o v n a n ý do „mřížky“ ( pravidelné i nepravidelné ) .
Jaké jsou protinázory ?

Odpovědět

diskrétní přepočítat

Bohumír Tichánek,2014-09-03 23:04:06

„Diskrétní struktura prostoročasu, kterou mají tvořit kvantově se chvějící...“
Diskrétní časoprostor nevyhoví představě Euklidova prostoru, kdežto přepočet do smysly vnímané perspektivy mu nedělá potíže. Ale co dál, když ve veličinách, přepočtených do perspektivy, pak nejsou k nalezení očekávané iracionální velikosti...

Odpovědět


diskrétní versus spojitý prostoročas

Pavel Bakala,2014-09-04 12:35:37

Proč se vám nelíbí prostoročas s diskrétní strukturou? Je to velmi hezký teoretický koncept, který umožňuje odstranit mnohé nefyzikální divergence-nekonečna. Je užitečný nejen pro kvantování gravitace, ale i pro kvantovou chromodynamiku na diskrétním pozadí/na mřížce. Pokud se jedná o terminologickou stránku věci, tak diskrétní je zde použit jako opak spojitého. (Viz diskrétní matematika)

Odpovědět

Jakub Rint,2014-09-03 21:31:16

Čím déle o tom přemýšlím, tím více mě bolí hlava ... Takže když se člověk smíří s 10 a více rozměrným Vesmírem, tak přijde najednou 2D hologram ?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace