آیا جهان ما یک هولوگرام است؟
نظریهای تازه که مفهوم گرانش را دگرگون میکند
فیزیکدانان بار دیگر واقعیت را زیر سؤال بردهاند. بر اساس نظریهای جدید، جهان ما ممکن است تنها یک توهم سهبعدی از فرآیندهایی دوبعدی در مرزهای کیهان باشد. به بیان سادهتر، آنچه ما فضا، زمان و گرانش مینامیم، شاید تنها بازتابی از رویدادهای کوانتومی در سطحی پایینتر از بعدهای فیزیکی قابل درک ما باشد.
از سیاهچالهها تا راز اطلاعات گمشده
ایدهی جهان هولوگرافیک از مطالعهی سیاهچالهها آغاز شد. استیون هاوکینگ در دهه ۱۹۷۰ کشف کرد که سیاهچالهها کاملاً سیاه نیستند؛ آنها مقدار اندکی تابش از خود ساطع میکنند که به «تابش هاوکینگ» معروف است. اما این تابش هیچ اطلاعاتی از مادهای که وارد سیاهچاله شده حمل نمیکند و این مسئله باعث بهوجود آمدن پارادوکس اطلاعات شد: اطلاعات وارد میشود، اما هرگز خارج نمیشود.
پژوهشهای بعدی نشان دادند که آنتروپی سیاهچاله – یا میزان بینظمی آن – متناسب با مساحت سطح آن است، نه حجم داخلیاش. به عبارت دیگر، تمام اطلاعاتی که دربارهی یک سیاهچاله وجود دارد، روی سطح دوبعدی آن ذخیره میشود. این مشاهده باعث شد فیزیکدانان مانند لئونارد ساسکیند به ایدهای برسند که شاید کل جهان نیز بهصورت مشابهی «رمزگذاری دوبعدی» شده باشد.
از نظریه ریسمان تا مرزهای واقعیت
در سال ۱۹۹۷، فیزیکدان خوان مالداسنا (Juan Maldacena) نظریهی معروف AdS/CFT را مطرح کرد. این نظریه میگوید که آنچه در یک فضای پنجبعدی با گرانش اتفاق میافتد، میتواند دقیقاً معادل با یک نظریه کوانتومی بدون گرانش در مرز چهاربعدی آن باشد. به زبان ساده، قوانین فیزیکی در «سطح مرزی» میتوانند واقعیت درون آن فضا را تعیین کنند – درست مانند یک هولوگرام که تصویری سهبعدی را از یک سطح دوبعدی خلق میکند.
از آن زمان، دانشمندان تلاش کردهاند تا این اصل را از ابزار ریاضی به مدلی برای توضیح خودِ گرانش و فضا-زمان تبدیل کنند. برخی از فیزیکدانان معتقدند که گرانش ممکن است تنها نتیجهای از برهمکنشهای کوانتومی در سطح دوبعدی جهان باشد. اگر چنین باشد، جهان سهبعدی ما در واقع یک «توهم کوانتومی» است.
ایرادهای نظریه
البته، این فرضیه چالشهای فراوانی دارد. نظریهی AdS/CFT هنوز اثبات تجربی ندارد و بیشتر یک ابزار ریاضی برای حل معادلات پیچیده است تا مدلی واقعی از جهان. افزون بر آن، جهانی که این نظریه توصیف میکند با واقعیت ما تفاوت دارد: جهان ما سه بعد فضایی دارد، در حال انبساط است و هیچ مرز مشخصی ندارد. در حالی که نظریه هولوگرافیک وجود مرز را فرض میکند تا بتواند اطلاعات را «رمزگذاری» کند.
به گفتهی پاول ساتر (Paul Sutter)، نویسنده و اخترفیزیکدان، «حتی اگر نظریهی هولوگرافیک درست باشد، هنوز مشخص نیست که آیا جهان ما واقعاً دوبعدی است یا این فقط راهی هوشمندانه برای سادهتر کردن محاسبات ریاضی است.»
واقعیت یا ابزار ریاضی؟
فیزیکدانان میگویند اگر این نظریه بتواند پدیدههایی مانند گرانش و رفتار سیاهچالهها را دقیقتر توضیح دهد، ممکن است به مرور به بخشی از درک ما از واقعیت تبدیل شود. درست مانند نسبیت عام انیشتین که در زمان خود یک تغییر دیدگاه بنیادین نسبت به گرانش بود.
اما تا زمانی که شواهد تجربی روشنی وجود نداشته باشد، باید این احتمال را پذیرفت که شاید جهان هولوگرافیک فقط یک ابزار محاسباتی هوشمندانه است – نه حقیقتی درباره ماهیت وجود.
«شاید جهان ما واقعاً هولوگرام باشد. یا شاید تنها روشی ریاضی است که ذهن ما برای درک پیچیدگی کیهان ابداع کرده است.»
