Visata – holograma? Kodėl Stepheno Hawkingo teorija gali būti teisinga ()
Nauji duomenys rodo, kad garsaus fiziko prielaidos apie kosmoso struktūrą iš tikrųjų gali būti teisingos. Tačiau viskas nėra taip paprasta.
© recraft.ai (Free Tier Assets) | https://www.recraft.ai
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Pagrindinė Stepheno Hawkingo juodųjų skylių teorijos idėja yra teiginys, kad juodosios skylės gali tik augti. Dėl LIGO gravitacinių bangų observatorijos stebėjimų ši teorija buvo patvirtinta. Galbūt būsimi stebėjimai netgi parodys, kad Visata yra holograma.
Nuo XX amžiaus pabaigos egzistuoja teorija, teigianti, kad įprastos erdvės ir laiko realybės centre gali būti holograma. Fizikai vis dar nesutaria, kokią formą ši holograma galėtų įgauti, tačiau pati hologramos idėja neatpažįstamai pakeitė teorinę fiziką.
Dešimtmečius fizikai bandė suvienodinti Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją ir kvantinę teoriją, ir holografinė teorija gali tai padaryti. Teorija rodo, kad gravitacija ir kvantinė teorija nebūtinai turi egzistuoti atskirai, bet gali būti skirtingi, bet vienas kitą papildantys tos pačios fizinės realybės aprašymai. Holografinė teorija teigia, kad fizinės sistemos gali būti ir gravitacinės, ir kvantinės, nors ir skirtinguose matmenyse.
Galbūt visa mūsų besiplečianti Visata galėtų būti holograma, kaip teigė fizikas Stephenas Hawkingas. Mums žinomose hologramose trečiasis erdvės matmuo atsiranda dėl šviesos, projektuojamos į paviršių. Tačiau kosmoso kaip hologramos idėjoje holografinis kodavimas galėtų vykti laiko matmenyje. Tai yra, Visatos evoliucija galėtų būti holografinė projekcija.
|
Hawkingas teigė, kad laikas gali atsirasti iš holografinės projekcijos, sudarytos iš nesuskaičiuojamos daugybės susipynusių kvantinių bitų arba kubitų. Tarsi kodas, generuojantis Visatą, veiktų su šiais susipynusiais kubitais – procesą, kurį mes suvokiame kaip laiko tėkmę. Jei tai tiesa, tai iki Didžiojo sprogimo nieko nebuvo.
Jei Hawkingo teorija teisinga, ji gali paskatinti permąstyti Visatos gimimą, taip pat ir tai, kaip atsirado pats laikas. Kosmoso kaip hologramos idėja leidžia manyti, kad Didysis sprogimas žymi ne tik laiko pradžią, bet ir pažįstamų fizikos dėsnių atsiradimą.
Stephenas Hawkingas atrado, kad juodosios skylės nėra tuščios bedugnės duobės, kaip teigia Einšteino bendroji reliatyvumo teorija. Jose saugoma didžiulė informacija apie savo istoriją ir visus į jas patenkančius objektus. Hawkingas teigė, kad juodosios skylės iš tikrųjų yra efektyviausi kietieji diskai Visatoje.
Fizikas netgi išvedė tikslią matematinę formulę juodosiose skylėse esančios informacijos kiekiui, arba entropijai.
Tai prognozuoja, kad juodųjų skylių entropija didėja didėjant jų įvykių horizonto paviršiaus plotui, o ne vidiniam tūriui. Tai stebina. Atminties kiekis, kurį galima gauti bet kurioje žinomoje sistemoje, pavyzdžiui, bibliotekose, priklauso nuo vidinio tūrio, o ne nuo ribojančio paviršiaus ploto. Pavyzdžiui, norint įvertinti informacijos kiekį bibliotekoje, reikia suskaičiuoti knygų skaičių visose lentynose, o ne tik tose, kurios yra palei sienas.
Tačiau su juodosiomis skylėmis viskas yra kitaip. Norėdamas apskaičiuoti juodosios skylės kvantinės informacijos kiekį, Hawkingas pasiūlė atsižvelgti į įvykių horizonto paviršiaus plotą ir padengti jį mažyčių langelių tinkleliu, kurių kiekviena yra vieno kvanto ilgio, vos 10³³ cm ilgio. Kiekvienas įvykių horizonto kvantas neša vieną informacijos bitą. Visų šių bitų rinkinyje bus viskas, ką reikia žinoti apie juodąją skylę.
Tai buvo pirmoji holografijos teorijos idėja šiuolaikinėje fizikoje: juodųjų skylių talpą lemia ne jų vidinis tūris, o jų įvykių horizonto paviršiaus plotas. Tarsi kvantiniu požiūriu juodosios skylės neturėtų vidinės erdvės, o būtų hologramos.
Entropija taip pat yra fizinės sistemos netvarkos laipsnio matas. Didelė entropija reiškia, kad sistema yra labai netvarkingoje būsenoje, o maža entropija reiškia, kad ji yra labai tvarkingoje būsenoje.
Kai susiduria dvi juodosios skylės, jų masės susijungia, padidindamos įvykių horizonto paviršiaus plotą. Tačiau jos taip pat praranda energiją gravitacinių bangų pavidalu.
Hawkingo teorija teigia, kad bet kokiomis aplinkybėmis susijungime dalyvaujančių juodųjų skylių įvykių horizonto bendras paviršiaus plotas turi būti mažesnis už didesnės juodosios skylės, į kurią jos išsivystė, plotą.
Praėjusiais metais LIGO observatorijos mokslininkai aptiko itin galingą gravitacinę bangą, atsiradusią susijungus dviem juodosioms skylėms, kuri leido jiems patvirtinti Hawkingo teoriją.
Mokslininkai nustatė, kad susijungimas įvyko maždaug už 1,3 milijardo šviesmečių nuo Žemės ir jame dalyvavo juodosios skylės, kurių masė 30–40 kartų didesnė už Saulės masę. Jos susidūrė ir susiliejo į dar didesnę juodąją skylę.
Astrofizikai nustatė, kad naujos juodosios skylės įvykių horizonto paviršiaus plotas iš tiesų yra didesnis nei dviejų pradinių juodųjų skylių įvykių horizontų suma.
Tačiau net ir stipriausios gravitacinės bangos mums absoliučiai nieko nepasako apie paslaptingą mikrostruktūrą, kurioje juodosios skylės tariamai saugo gigabaitus informacijos.
Kas yra juodosios skylės kubitai? Ar jos tikrai apsiriboja įvykių horizontu, kaip rodo Hawkingo formulė, holografiškai projektuodamos viską, kas yra viduje? Kol kas į šiuos klausimus nėra atsakymų.
Tačiau galbūt teiginys, kad Visata yra holograma, bus gautas ateityje stebint juodąsias skyles.
