Per decenni, gli scienziati hanno preso in considerazione l'idea che il nostro universo sia (o una volta fosse) un ologramma gigantesco e altamente complesso, in cui tutte le leggi fisiche richiedono solo due dimensioni, ma tutto intorno a noi agisce secondo tre dimensioni. Come potete immaginare, una tale ipotesi non è affatto facile da dimostrare, ma i fisici riferiscono di aver finalmente trovato la prima prova osservabile che l'Universo primordiale potrebbe corrispondere idealmente al cosiddetto principio olografico e questo non contraddice affatto il modello standard del Big Bang.
"Proponiamo di utilizzare questo modello olografico dell'universo, che è molto diverso dal più popolare modello standard del Big Bang basato sulla gravità e l'inflazione", dice uno dei partecipanti allo studio Nyayesh Afshordi dell'Università di Waterloo in Canada.
“Ciascuno di questi modelli ci consente di fare diverse previsioni che possiamo testare e, sulla base di ciò, perfezionare e completare la nostra comprensione teorica dell'universo. Inoltre, questo può essere fatto entro i prossimi cinque anni.
Per chiarire: gli scienziati non dicono che in questo momento viviamo tutti in un ologramma. Si limitano a ipotizzare che nella sua fase iniziale, entro diverse centinaia di migliaia di anni dopo il Big Bang, tutto nell'universo sia diventato una proiezione tridimensionale, originariamente creata da confini bidimensionali.
Se non hai familiarità con l'epopea teorica "Il nostro universo è un ologramma", allora ecco una piccola escursione nella storia. La teoria che il nostro intero universo sia un ologramma risale agli anni '90, quando il fisico teorico americano Leonard Susskind iniziò a promuovere alle masse la sua idea che le leggi della fisica che conosciamo non richiedono realmente tre dimensioni.
Allora come è tridimensionale l'universo che ci circonda, ma "in realtà" è rappresentato come bidimensionale? L'idea si basa sul fatto che il volume del suo spazio è "codificato" entro certi confini, o nel cosiddetto campo dell'orizzonte gravitazionale, i cui confini dipendono dal punto di osservazione. Prima di iniziare a ridere, tieni presente che dal 1997 sono state scritte oltre 10.000 opere a sostegno di questa idea. In altre parole, non è così pazza come potrebbe sembrare a prima vista. Bene, anche se solo un po '.
Ora Afshordi e il suo team hanno riferito che, come parte del loro studio sulla distribuzione irregolare della CMB (radiazione residua dal Big Bang), hanno trovato forti prove a sostegno della spiegazione della forma olografica dell'Universo nelle sue prime fasi di sviluppo.
Video promozionale:
"Immagina che tutto ciò che vedi, senti e ascolti in tre dimensioni (e con la tua percezione del tempo) provenga effettivamente da un campo piatto bidimensionale", ha detto Costas Skenderis dell'Università di Southampton e uno dei partecipanti allo studio.
“Il principio è simile a quello che possiamo trovare negli ologrammi convenzionali, dove un'immagine tridimensionale è codificata su un piano bidimensionale. Questo, ad esempio, è caratteristico degli ologrammi sulle stesse carte di credito. Tuttavia, nel nostro caso stiamo già parlando del fatto che l'intero Universo è codificato in questo modo.
Il motivo per cui i fisici sono interessati al principio olografico, mentre il modello standard del Big Bang sembra molto più chiaro e più logico, è che ci sono alcune lacune in quest'ultimo, ma queste lacune sono così fondamentali che rallentano il processo di comprensione di tutte le leggi fisiche. in generale e ancora sul nascere.
Secondo lo scenario del Big Bang, le reazioni chimiche hanno portato a un'espansione su larga scala dello spazio primordiale che ha portato alla formazione del nostro universo. E nella fase iniziale della sua nascita, il tasso di questa espansione (inflazione) era colossale. Sebbene la maggior parte dei fisici sostenga la teoria dell'inflazione cosmica, nessuno è ancora stato in grado di capire il meccanismo esatto responsabile di questa drammatica espansione dell'universo a velocità superiori alla velocità della luce e della crescita dal livello subatomico al presente. È successo tutto quasi all'istante.
Il problema è che nessuna delle nostre attuali teorie è in grado di spiegare come funziona tutto insieme. Prendiamo, ad esempio, la relatività generale, che spiega perfettamente il comportamento di oggetti grandi, ma non è in grado di spiegare il comportamento dei più piccoli. Questo è già l'ambiente della meccanica quantistica, che, a sua volta, non è in grado di spiegare molte altre cose. Tutto ciò rattrista ancora di più quando è necessario spiegare come, in senso letterale, tutta la massa e l'energia esistenti nell'Universo fossero inizialmente concentrate in uno spazio minuscolo. Un'ipotesi cerca di combinare entrambi i fenomeni contemporaneamente, l'altra, sulla gravità quantistica, dice che se puoi eliminare una dimensione spaziale, puoi rilasciare la gravità nei tuoi calcoli per semplificare l'attività di calcolo.
Principio olografico
“È tutto un ologramma. Nel senso che esiste una descrizione dell'Universo che dice che la probabilità di un numero anche ridotto di dimensioni corrisponde a tutto ciò che possiamo vedere dopo il Big Bang”, dice Afshordi.
Per verificare quanto bene il principio olografico dell'universo riesca a spiegare tutto ciò che è accaduto nel momento stesso del Big Bang e dopo questo evento, il team di scienziati ha creato un modello al computer con una volta e due dimensioni spaziali.
Quando i ricercatori hanno inserito i dati che conosciamo sull'universo in questo modello, comprese le informazioni sulle osservazioni della CMB - la radiazione termica emersa solo poche centinaia di migliaia di anni dopo il Big Bang - non hanno trovato contraddizioni. Tutto si adatta perfettamente. Incluse le radiazioni delle reliquie. Il modello in realtà ha ricreato perfettamente il comportamento di sezioni sottili della radiazione reliquia, ma non è stato in grado di ricreare "fette" di universo più larghe di 10 gradi. Ciò richiederà un modello più complesso.
Gli scienziati spiegano che sono molto lontani dal dimostrare che il nostro universo in realtà una volta era una proiezione olografica. Tuttavia, ora abbiamo il fatto di ottenere dati empirici raccolti sulla base della reale conoscenza dell'Universo. Questo fatto potrebbe essere in definitiva l'inizio della scoperta di una possibilità che spiegherà le parti mancanti nelle leggi fisiche in termini di rappresentazione bidimensionale. In altre parole, il lavoro di Afshordi e dei suoi colleghi dimostra solo che rinunciare sconsideratamente alla possibilità di un modello olografico dell'Universo è un lusso assolutamente imperdonabile.
Questo significa che ora viviamo tutti in un ologramma complesso? Secondo Afshordi, questo non è del tutto vero. Il loro modello è in grado di descrivere cosa è successo solo nella prima epoca dell'Universo, ma non il suo stato attuale. Tuttavia, ora vale la pena considerare come le cose dallo spazio bidimensionale possono essere proiettate nello spazio tridimensionale, se, ovviamente, stiamo parlando dell'universo e non delle carte di credito.
“Direi che non viviamo in un ologramma. Ma non dovremmo scartare la possibilità che potremmo uscirne. Tuttavia, nel 2017 vivi decisamente in tre dimensioni”, ha riassunto Afshordi.
NIKOLAY KHIZHNYAK
