Gli ologrammi sono forse tra gli oggetti "piatti" più interessanti che gli esseri umani possono creare. In quanto insieme di informazioni completamente tridimensionali codificate su una superficie bidimensionale, gli ologrammi possono cambiare il loro aspetto a seconda del punto di vista. E sebbene gli scienziati affermino che possiamo percepire solo tre dimensioni spaziali, in realtà ce ne possono essere molte di più.
Quindi, sorge la possibilità intrigante che possiamo essere una proiezione olografica di un universo multidimensionale, in un certo senso.
Un universo olografico potrebbe spiegare molto. Quindi, supponendo che il punto di vista olografico sia corretto, quale sarebbe la relazione tra una superficie bidimensionale e una manifestazione tridimensionale? Quanto è utile un ologramma in generale per comprendere l'universo?
Abbiamo visto tutti gli ologrammi, ma la maggior parte delle persone non sa come funzionano effettivamente. Il loro lato scientifico è affascinante. La fotografia è semplice: prendi la luce emessa o riflessa da un oggetto, la metti a fuoco in un obiettivo e la registri su una superficie piana. Non è solo la fotografia che funziona: il tuo occhio funziona allo stesso modo. La lente del tuo bulbo oculare focalizza la luce e le aste ei coni nella parte posteriore dell'occhio la registrano, inviando segnali al tuo cervello, che la converte in un'immagine.
Tuttavia, utilizzando una speciale emulsione e luce coerente (cioè laser), è possibile creare una mappa dell'intero campo luminoso di un oggetto, cioè un ologramma. Le variazioni di densità, consistenza, trasparenza e altro possono essere registrate con precisione. Se adeguatamente illuminata, questa mappa piatta in 2D mostra un set completo di informazioni 3D che cambiano con la tua prospettiva e, cosa più interessante, lo fa per qualsiasi prospettiva possibile da cui puoi guardarla. Stampalo su pellicola metallica e avrai un ologramma semplice e tradizionale.
Il nostro universo, così come lo percepiamo, ha tre dimensioni spaziali a nostra disposizione. Ma cosa succede se ce ne sono molti altri? Proprio come un ologramma ordinario è una superficie bidimensionale che codifica un set completo di informazioni sul nostro universo tridimensionale, il nostro universo tridimensionale può codificare informazioni su una realtà fondamentalmente quadridimensionale in cui siamo intrappolati? In linea di principio, questo è possibile e da ciò derivano numerose possibilità divertenti. È vero, queste possibilità hanno anche i loro limiti, che è importante capire.
L'idea che il nostro universo possa essere un ologramma è nata dal concetto di teoria delle stringhe. La teoria delle stringhe è emersa dall'assunto - il modello delle stringhe - che spiegherebbe le forti interazioni che protoni, neutroni e altri barioni (e mesoni) hanno una struttura composita. Fece un mucchio di previsioni prive di senso che non si adattavano agli esperimenti, inclusa l'esistenza di una particella di spin-2, ma le persone si resero conto che se la scala dell'energia veniva spostata verso la scala di Planck, il modello di corda poteva combinare forze fondamentali note con la gravità. È così che è nata la teoria delle stringhe. Il più o il meno (a seconda del lato che guardi) di questo modello è che richiede più misurazioni. La prossima domanda seria era come possiamo estrarre il nostro universo con tre dimensioni spaziali dalla teoria,in cui ci sono molte altre di queste dimensioni. E quale delle teorie sulle stringhe (e ce ne sono moltissime) sarà la più corretta?
Forse i molti modelli e scenari diversi della teoria delle stringhe sono solo aspetti diversi della stessa teoria fondamentale visti da diverse angolazioni. In matematica, due sistemi che sono equivalenti tra loro sono noti come "Dual" (duali) e una scoperta inaspettata puntava verso l'ologramma: nel sistema duale, ogni lato ha un numero diverso di dimensioni. Nel 1997, il fisico Juan Maldacena ha suggerito che il nostro universo tridimensionale (più il tempo), con le sue teorie dei campi quantistici che descrivono le particelle elementari e le interazioni, è duale a uno spazio-tempo più multidimensionale (spazio anti-de Sitter), che ha implicazioni per le teorie quantistiche della gravità …
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Finora, le uniche dualità che abbiamo trovato collegano le proprietà dello spazio multidimensionale al suo limite inferiore unidimensionale: dimensioni decrescenti di uno. Non è ancora chiaro se possiamo dedurre dalla teoria delle stringhe a dieci dimensioni un universo tridimensionale come il nostro in modo che siano duali. Possiamo creare ologrammi bidimensionali codificando solo informazioni tridimensionali; non possiamo codificare informazioni quadridimensionali in un ologramma tridimensionale; non possiamo codificare il nostro universo tridimensionale in unidimensionale.
Un altro motivo interessante per cui due spazi con dimensioni diverse sono doppi è il seguente: sulla superficie di un confine a bassa dimensione sono disponibili meno informazioni che all'interno del volume di spazio totale che questo confine contiene. Quindi se cambi.
