مقاله نیوساینتیست می گوید احتمالا شما هولوگرام موجودی چهاربعدی در مرزهای جهان هستید.

اگر روزی گذرتان به جاده های جنوبی حومه دنور افتاد، خوب به اطرافتان توجه کنید، چون ممکن است بتوانید GEO۶۰۰ را ببینید. در گوشه ای از یک میدان، چند ساختمان موقت جعبه مانند قرار دارند و دو کانال طولانی از آنها با زاویه قائمه نسبت به هم منشعب می شوند که روی آنها با صفحه های آهنی موجدار پوشیده شده است. زیر این صفحات آهنی حسگری قرار دارد که طول آن به ۶۰۰ متر می رسد.

در ۷ سال گذشته، این آزمایشگاه که توسط دانشمندان آلمانی راه اندازی شده، به دنبال اغتشاش های ریز امواج گرانشی در گستره زمان مکان بود که توسط اجرام فضایی فوق چگال مانند ستاره های نوترونی و سیاه چاله ها تولید می شدند. البته ژئو۶۰۰ تاکنون هیچ موج گرانشی را احساس نکرده، ولی گمان می رود ناخواسته سبب بزرگ ترین کشف علم فیزیک در نیم قرن گذشته شده باشد.

برای چندین ماه اعضای گروه ژئو۶۰۰ به دنبال منشا سیگنال نویزی می گشتند که حسگر غول پیکرشان را به ستوه آورده بود و هیچ توضیحی برای آن نمی یافتند. اما ناگهان یک محقق با یک توضیح نزد آنان رفت. در حقیقتریال او حتی قبل از این که بداند آن ها این نویز را حس کرده اند، آن را پیش بینی کرده بود.

کریگ هوگان، فیزیکدانی که در آزمایشگاه فیزیک ذرات فرمی لب در ایلی نوی مشغول به تحقیق است، عقیده داشت که ژئو۶۰۰ به مرزهای بنیادین زمان مکان نزدیک شده است. از نظر او این مرز بنیادی، جایی است که زمان مکان به جای این که مطابق با توضیح اینشتین، پیوسته و یکنواخت باشد؛ ذره ای می شود. درست مانند یک عکس روزنامه ای که وقتی از نزدیک به آن نگاه می کنید، نقطه نقطه می شود. به گفته هوگان «به نظر می رسد که تکانه های ریزمقیاس و کوانتیده زمان مکان به ژئو۶۰۰ ضربه وارد کرده باشند.»

آقای هوگان به تازگی به سمت رییس مرکز فیزیک ذرات کیهانی فرمی لب منصوب شده است. اگر آن چه آقای هوگان تا به این جا مطرح کرده خیلی برایتان اهمیت ندارد، باید به شوک بزرگ تری که در آستین دارد، گوش کنید: «اگر نتایج ژئو۶۰۰ آن چیزی باشد که من تصور می کنم، در آن صورت ما در یک هولوگرام بسیار بزرگ کیهانی زندگی می کنیم.»

این ایده که ما در یک هولوگرام زندگی می کنیم، شاید در ابتدا بی معنی به نظر برسد؛ ولی بسط طبیعی از بیشترین دانسته های ما درباره سیاه چاله ها و هم چنین بعضی مسایل با پایه های نظری محکم است. این نظریه هم چنین به طرز شگفت آوری برای فیزیک دانانی که با نظریه های موجود در مورد نحوه عملکرد کیهان در پایین ترین سطح کلنجار می روند، جوابگو خواهد بود.

● هولوگرام چیست؟

هولوگرام هایی که شما روی کارت های اعتباری و چک های بانکی می یابید، روی پرده های پلاستیکی دو بعدی کشیده شده اند. وقتی نور از آنها بازتاب می شود، تصویری سه بعدی را بازنمایی می کند. در دهه ۱۹۹۰، دو فیزیک دان به نام های لئونارد ساسکیند و ژرارد ات هوفت که برنده جایزه نوبل فیزیک است؛ احتمال دادند که ممکن است اصول مشابهی بر کل جهان به صورت جامع نیز حاکم باشد. تجربیات هر روزه ما را نیز می توان به یک بازتاب هولوگرامی از فرایندهای فیزیکی که روی یک سطح دو بعدی دور اتفاق می افتد، تشبیه کرد.

درک و فهم ما با «اصل هولوگرامی» دچار مشکل می شود. به سختی می توان تصور کرد که بیدار می شوید، دندانهایتان را مسواک می زنید و مقاله حاضر را می خوانید و همه این ها به خاطر این است که چیزی در مرزهای جهان در حال رخ دادن است! هیچ کس نمی داند که این برای ما به چه معنی خواهد بود اگر ما واقعا روی یک هولوگرام دو بعدی زندگی کنیم، با این حال، نظریه پردازان دلایل زیادی دارند که بگویند خیلی از جوانب اصل هولوگرامی درست است.

انگیزه نظریه جالب توجه ساسکیند و ات هوفت، کار درخشان ژاکوب بنشتاین از دانشگاه عبری بیت المقدس و استیون هاوکینگ در دانشگاه کمبریج روی سیاه چاله ها بود. در میانه دهه هفتاد، هاوکینگ نشان داد که سیاه چاله ها در حقیقت کاملا سیاه نیستند، بل که تابش بسیار اندکی از خود منتشر می کنند در نهایت، منجر به ناپدید شدنشان می شود.

این فرضیه خود معمای جدیدی را مطرح می کند، چون نظریه تشعشع هاوکینگ هیچ اطلاعاتی در مورد داخل یک سیاه چاله ارایه نمی دهد. هنگامی که سیاه چاله محو شد، تمام اطلاعات در مورد ستاره ای که متلاشی شده و سیاه چاله را به وجود آورده ناپدید می شود و این، با اصل پذیرفته شده ای که می گوید اطلاعات نابود نمی شوند، در تعارض است. به این معما «پارادوکس اطلاعات سیاه چاله» می گویند.

کارهای بنشتاین کلید مهمی در حل این پارادوکس بود. او کشف کرد که آنتروپی سیاه چاله (که متناظر با محتوای اطلاعات آن است)، متناسب با سطح افق رویداد آن است. افق رویداد، حد نظری ابعاد سیاه چاله است و نماینده نقطه بی بازگشت برای جسم یا نوری است که وارد آن می شود. بر این اساس، نظریه پردازان نشان داده اند که اعوجاجات کوانتییده میکروسکوپی در افق رویداد می توانند اطلاعات درون سیاه چاله را کدگذاری کنند، در نتیجه با تبخیر و ناپدید شدن سیاه چاله مشکل ناپدید شدن اطلاعات رخ نمی دهد.

قطعا این نظریه یک بینش عمیق فیزیکی به دنبال دارد: اطلاعات سه بعدی در مورد یک ستاره پیش رو را می توان بطور کامل در یک افق دو بعدی از یک سیاه چاله که پشت آن قرار گرفته، کدگذاری کرد، که تا حدی شبیه تصویر سه بعدی از یک جسم است که در یک هولوگرام دو بعدی کدگذاری می شود. ساسکیند و ات هوفت فرض کردند که کل هستی نیز یک افق دارد که مرز آن بیشتر از ۱۳.۷ میلیارد سال نوری با ما فاصله دارد و نور از آنجا هنوز به ما نرسیده است. بر پایه این فرض آنها این دیدگاه را به کل جهان به صورت یک مجموعه بسط دادند.

بیشتر از آن، کار چندین نظریه پرداز نظریه ریسمان بود که تایید کردند این نظریه در مسیر درستی قرار دارد و از میان آنان می توان به جوان مالداسنا در انستیتوی تحقیقات پیشرفته پرینستون اشاره کرد. او نشان داد که فیزیک یک جهان فرضی پنج بعدی و شکلی مانند یک پنج وجهی، دقیقا مانند فیزیکی است که در یک مرز چهار بعدی اتفاق می افتد.

به عقیده هوگان، اصل هولوگرامی تصور ما را از زمان مکان به طور ریشه ای عوض می کند. فیزیک دانان نظری مدت های مدیدی اعتقاد داشتند که تاثیرات کوانتومی سبب می شود زمان مکان در کوچک ترین مقیاس ها به شدت تکانیده شود. در این مقیاس از درشت نمایی، سطح نرم زمان مکان دانه دانه می شود و در نهایت از واحدهای کوچکی مثل پیکسل تشکیل می شود، البته پیکسل هایی که صد میلیارد میلیارد بار از پروتون کوچک ترند. این طول را طول پلانک می نامند که اندازه اش ۳۵ ۱۰ متر است. مقیاس پلانک فراتر از حتی تصور هر آزمایشی است، در نتیجه تاکنون هیچ کس حتی تصور این را که دانه دانه بودن و کوانتیدگی فضا زمان قابل تشخیص باشد را به خود راه نداده بود.

البته این تا زمانی بود که هوگان فهمید اصل هولوگرامی همه چیز را تغییر خواهد داد. اگر فضا زمان یک هولوگرام دانه دانه باشد، در آن صورت شما می توانید جهان را به صورت یک کره تصور کنید که سطح خارجی آن از مربع هایی به ابعاد طول پلانک تشکیل شده و هر یک از آنها، یک بیت اطلاعات در خود دارد. اصل هولوگرامی می گوید مقدار اطلاعاتی که سطح خارجی را می پوشاند، باید با تعداد بیت هایی که در داخل حجم جهان قرار دارند، برابر باشد.

ولی با توجه به این که حجم جهان کروی از سطح آن بزرگ تر است، یک تناقض پیش می آید. هوگان فهمید برای این که تعداد بیت های درون جهان با بیت های مرز آن برابر باشند، دنیای درون باید از دانه هایی با ابعاد بزرگ تر از طول پلانک درست شده باشد، یا به عبارت دیگر، دنیای هولوگرامی، محو و کم نور است.

این برای هر کس که می خواهد کوچک ترین واحد فضا زمان را اندازه گیری کند، خبر خوبی است. هوگان در این رابطه می افزاید: «بر خلاف تمام انتظارات، این مساله ساختار ریزمقیاس کوانتیده آن را در دسترس آزمایش های کنونی قرار می دهد.» در نتیجه در حالی که طول پلانک بسیار کوچک تر از آن چیزی است که بتوان آن را با آزمایش اندازه گرفت؛ تصویر هولوگرامی دانه دانه ای می تواند خیلی خیلی بزرگ تر و در حد ۱۸ ۱۰ متر باشد. وی می گوید: «اگر شما درون یک هولوگرام زندگی می کردید، می توانستید با اندازه گیری تیرگی اش، آن را بفهمید.»

ارسال شده توسط : محقق سایت ایران هولوگرام - ٣  مهر , ١٣٩٠