Studija, objavljena u časopisu PRKS Kuantum, dodaje težinu teoriji da je univerzum hologram.
Zakoni fizike kažu da ne možemo da vidimo kroz horizont događaja crne rupe - suštinski je neprobojno. Čak ni svjetlost ne može pobjeći od toga. Ali u novoj studiji, fizičar sa Univerziteta u Mičigenu predložio je tehniku da se to uradi, a njegovi nalazi bi mogli da pomognu u rješavanju jednog od najizazovnijih problema nauke.
Studija, objavljena u časopisu PRKS Kuantum, čak dodaje težinu teoriji da je univerzum hologram. Čekaj, univerzum je hologram?
Ideja da je univerzum hologram pogrešno je protumačena kao teorijski fizički ekvivalent Platonovoj pećini, drevnoj alegoriji o nesposobnosti čovječanstva da istinski sagleda stvarnost, možda djelimično zbog popularnosti filmova kao što je Matriks. Ali teorija, formalno poznata kao holografska dualnost, zapravo je matematički model za rješavanje jedne od najvećih zagonetki nauke.
"U Ajnštajnovoj opštoj teoriji relativnosti ne postoje čestice, postoji samo prostor-vrijeme. A u Standardnom modelu fizike čestica nema gravitacije, postoje samo čestice. Povezivanje dvije različite teorije je dugotrajno pitanje u fizici - nešto što ljudi pokušavaju da urade još od prošlog vijeka", objasnio je Enriko Rinaldi, naučnik istraživač sa Univerziteta u Mičigenu.
Šta je holografska dualnost?
Holografska dualnost sugeriše da su teorija gravitacije i teorija čestica zapravo matematički ekvivalentne. Problem je što teorija gravitacije zahtijeva tri dimenzije, dok teorija čestica ima samo dvije. Crne rupe su vrijedan objekat koji pomaže u rješavanju ovih teorija. One su toliko guste da iskrivljuju trodimenzionalni prostor-vrijeme, ali mi ih posmatramo zbog njihove matematičke veze sa česticama, efektivno projektovanim kroz dvodimenzionalni prostor.
Jedan od matematičkih alata koji se koristi za predstavljanje teorije čestica poznati su kao modeli kvantne matrice. Rješavanje ovih modela bi pokazalo da matematika koja predstavlja teoriju čestica može podjednako da predstavlja gravitaciju.
Ali njihovo rješavanje je težak problem. Modeli su u osnovi blokovi brojeva koji predstavljaju čestice. Oni se rješavaju pronalaženjem najbolje konfiguracije čestica koje predstavljaju najniže energetsko stanje sistema.
Kvantni računari
Da bi pronašao rješenje, tim je koristio kvantna kola - što je ekvivalentno protresanju kante pijeska da bi se izravnao vrh - i pokrenuo sistem kroz specijalnu neuronsku mrežu da pronađe talasnu funkciju matrice sa najnižom mogućom energijom.
Problem je u tome što većina modernih kvantnih kola nisu dovoljno moćna da riješe ove modele ako su previše komplikovani, pa su dr Rinaldi i njegov tim morali da razviju izuzetno jednostavan način da bi dokazali da njihov pristup funkcioniše. Kako se tehnologija razvija, nadaju se da će istraživači moći da riješe još komplikovanije matrične modele.
"Pošto su ove matrice jedan od mogućih prikaza za posebnu vrstu crne rupe, ako saznamo kako su matrice raspoređene i koja su njihova svojstva, možemo saznati, na primjer, kako crna rupa izgleda iznutra", dodao je dr. Rinaldi.
"Šta je crna rupa? Odakle dolazi? Odgovor na ova pitanja bio bi korak ka ostvarenju kvantne teorije gravitacije", rekao je on.
On je dodao da su rezultati pružili važno mjerilo za budući rad na kvantnom računarstvu i algoritmima mašinskog učenja koje istraživači mogu da koriste da istraže kvantnu gravitaciju kroz ideju holografskog dualiteta.