BRATISLAVA. Predstavte si obyčajný hologram, napríklad na nejakej kartičke či trebárs na pohári na pitie. Aj keď viete, že v princípe hľadíte na úkaz v dvoch rozmeroch, zdá sa vám, že sledujete rozmery tri.
Nový výskum v magazíne Physical Review Letters naznačuje, že čosi podobné nemusí byť len zaujímavosťou zo sveta našich spotrebných predmetov či zvláštny fenomén popísaný v prácach matematikov.
Takýto úkaz môže byť fundamentálnou súčasť nášho vesmíru – zdalo by sa nám, že naše univerzum má viac rozmerov, ako ich naozaj má.
Najskôr čistá teória
Koncom deväťdesiatych rokov fyzik Juan Maldacena prišiel s nápadom, že medzi teóriami opisujúcimi gravitáciu v istom neeuklidovskom matematickom priestore a opisom priestoru v teórii kvantového poľa môže existovať nejaký vzťah – no prídete o jeden rozmer.
Presnejšie, dvojrozmerný kvantový svet a trojrozmerný svet gravitácie možno matematickým trikom prekryť. Podľa tlačového vyhlásenia Viedenskej technickej univerzity je to čosi podobné, ako keby ste zistili, že rovnice z astronomických učebníc môžete použiť na opravu CD prehrávača.
V skutočnosti však išlo len o teoretické výpočty a triky, pričom sa zdalo, že so skutočným vesmírom podobné pokusy nemajú veľa spoločného. Nový výskum to mení.
„Náš vesmír je totiž relatívne plochý. A pri astronomických vzdialenostiach má pozitívne zakrivenie,“ vysvetľuje spoluautor výskum Daniel Grumiller. Naráža na fakt, že pôvodné teórie pracovali s iným druhom priestoru (negatívne zakriveným anti-de Sitterovým priestorom).
Výskumníci sa však napriek tomu na problém pozreli. Tri roky medzinárodné tímy vedcov pracovali na riešení a napokon zistili, že riešenie platí aj na (náš) plochý vesmír.
Spojiť nespojiteľné?
Kľúčom sa ukázalo takzvané kvantové previazanie častíc. Je to akési spojenie častíc v kvantovom svete, pričom výsledkom je, že nemožno popísať stav jednotlivých častíc, len celého systému. Vďaka tomuto princípu by mohli fungovať napríklad kvantové počítače.
Vedci však ukázali, že jeden z princípov týkajúcich sa takéhoto kvantového previazania (jeho entropia) má rovnakú hodnotu v plochej kvantovej gravitácii i v teórii kvantového poľa s menším počtom rozmerov.
Prakticky to znamená, že jestvuje fenomén nášho viacrozmerného vesmíru, ktorý možno opísať v univerze s menším počtom rozmerov – čo sú akési dvere ku holografickému princípu v našom svete.
„Takéto výpočty potvrdzujú náš predpoklad, že holografický princíp možno realizovať aj v plochom priestore,“ dodáva v tlačovom vyhlásení ďalší autor výskumu Max Riegler. „Pritom už fakt, že dokážeme hovoriť o kvantovej informácii a entropii previazania v teórii gravitácie, je sám osebe ohromujúci.“
Výskum, samozrejme, neznamená, že naozaj žijeme uväznení v holograme. Ale zatiaľ to nemožno vylúčiť.
