Holisztikus tábor - Július 13-15 - Jelentkezz!
Sign up with your email address to be the first to know about new products, VIP offers, blog features & more.

Hogyan működik a holografikus világegyetem?

BBC Focus – A Fermilab, a Chicago közelében található amerikai részecskegyorsító berendezés, egy különleges tudományos műszer, épp nemrégiben készült el. Célja, hogy a téridőt vizsgálja és kimutassa, hogy az olyan szemcsés – távolról sem egyenletes, miként Einstein gondolta –, akár egy közelről vizsgált újság fényképe. Amennyiben a Fermilab Holométere beválik, hihetetlen, de igazolni tudja, hogy a Világegyetem voltaképpen egy hologram – egy alatta található kétdimenziós valóság háromdimenziós megjelenési formája. Ez azt jelentené, hogy mi és a bolygó, amin élünk, hologram.

 

http://lbne.fnal.gov/

Az elkövetkezendő hónapokban a Holométert üzembe helyezik. A csövekben futó lézerfényekkel megmérik a téridő legkisebb egységét. Kimutatják majd, hogy vajon a téridő nyugton marad (nem mozog), vagy hogy egy nagyon csekélyke mértékben eltolódik, elmozdul. Ha létezne elmozdulás vagy valamiféle elmosódottság, az megmutatná, hogy a Világegyetem egy hologram – olyan, mint egy homályos biztonsági felvétel egy hitelkártyán.

 

Az elképzelés, miszerint egy hatalmas hologramban élünk, kétségtelenül egyike a modern fizikából fakadó legbizarrabb elméletnek – ez bizonyítja, amennyiben szükséges egyáltalán bizonyítani –, hogy a tudomány messze különösebb, mint a sci-fi. Még különösebb, hogy az ötlet nem a kozmológiából származik, amely a nagyméretű Világegyetemet tanulmányozza, hanem a fekete lyukak titokzatos mezőjéből.

 

A fekete lyuk akkor keletkezik, amikor a nagy tömegű csillag élte végéhez ér és katasztrofálisan összezsugorodik, majd egy szingularitásnak nevezett pontba összeomlik. Még a fény sem tud kiszabadulni a fekete lyuk gravitációs öleléséből, innen származik a neve is. Egy csillag ilyen drámai módon történő eltűnése nem okozott a fizikusok számára problémát az 1970-es években, mígnem Stephen Hawking ki nem mutatta, hogy látszólag ellentmondásos módon a fekete lyukak nem is teljesen feketék. Egy úgynevezett Hawking-sugárzást bocsátanak ki az űrbe, amíg semmi nem marad belőlük és elpárolognak.

 

A gondot az okozza, hogy Hawking felfedezése magában rejti, hogy amikor a fekete lyuk elpárolog, akkor arra a csillagra vonatkozó valamennyi információ, amely fekete lyukká zsugorodik össze – mint például minden atomjának a típusa és a helye –, úgy tűnhet, hogy szintén eltűnik. Ez megcáfolja a fizika azon rendelkezését, miszerint az „információ” soha nem jöhet létre vagy veszhet el. (Holografikus Univerzum? – Ez lehet a 21. század legnagyobb forradalma.)

 

Elveszett információ

 

A fekete lyukak információs paradoxonjának a megoldó kulcsa – mint az köztudomású – Jacob Bekenstein izraeli fizikusprofesszortól származik. Ő valamiféle ’bemélyedő’ részt fedezett fel a horizont körül – egy olyan képzeletbeli membránt, amely a fekete lyukat körbeveszi és amely azt a pontot mutatja meg, ahonnan a belé zuhanó anyag számára lehetetlen a visszatérés. Bekenstein úgy találta, hogy a horizontnak ez a felszíni területe a fekete lyukak entrópiájával hozható kapcsolatba. A fizikában az anyag entrópiája a mikroszkopikus rendezetlenséggel szinonim fogalom. Döntő, hogy az entrópia közvetlenül az információval van összefüggésben.

 

Ez adja a kulcsgondolatot a fekete lyukak információs paradoxonjának a feloldásához. 1997-ben Juan Maldacena, az Egyesült Államok posztdoktori tanulmányokkal foglalkozó Princeton Intézetének a professzora, kimutatta, hogy a csillagokat leíró információk magában a horizontban halmozódhatnak fel, mint parányi csomók és kitüremkedések. Így, amikor a fekete lyuk kibocsátja a horizont környékéről a Hawking-sugárzást, a sugárzás erőteljesen hat a csillagról szóló információra, éppen úgy, mint ahogyan a BBC Radio One pop zenéje is hatást gyakorol ránk. Ily módon, amikor a fekete lyuk elpárolog, a csillag „dala” nem tűnik el egészen. Ez egy (rádió)adás az Univerzumba: maga a Hawking sugárzás. Nincs olyan információ, ami elveszne.

 

Azonban mindez maga után vonja, hogy a kétdimenziós felszín – a fekete lyuk horizontja – képes elegendő olyan információt tárolni, amely egy háromdimenziós objektumot, vagyis egy csillagot leír. Ez pontosan egy hologram, éppen úgy működik, mint a hitelkártyán található változata.

 

http://lbne.fnal.gov/

Mindez talán az égitest – a fekete lyuk – egyik rejtélyes jellegzetességéről szóló titokzatos következmény. De az 1990-es évek második felében Leonard Susskind, a kaliforniai Stanford Egyetem professzora, meglepő kapcsolatot tárt fel. Az Univerzumot, miként a fekete lyukat is, egy horizont határolja. Ez inkább egy időhorizont, mintsem térhorizont, mindazonáltal ez is horizont.

 

Ez a különféle magyarázatok széles skálája előtt nyitja meg az utat. A konzervatív értelmezés egyszerűen az, hogy a Világegyetem sokkal kevesebb információt tartalmaz, mint azt gondolnánk. Egy sokkal extrémebb értelmezés szerint a Világegyetem igazából egy hologram – egy kétdimenziós dolog, amely abban a horizontban raktározódik el, amely a háromdimenziós világegyetem illúzióját hozza létre.  Bizonyos értelemben mi sík önmagunk háromdimenziós kivetülései lehetünk. Bekenstein viszont szkeptikus Susskind fekete lyuk ötletének az Univerzumra történő kiterjesztését illetően. „A következtetésem nem alkalmazható a horizontokra, amelyek még csak nem is horizontok.” – közölte.

 

Azonban, létezik másik bizonyíték is, miszerint az Univerzum kevesebb információt tartalmaz, mint amennyit a három térdimenzió befogadhat – ezt már a fizikusok általánosan elfogadottnak tekintik.

 

Az igazság magvai

 

Ha Susskindnak és társainak igazuk lenne abban, hogy az Univerzum holografikus, akkor az egy dolog előtt nyitná meg az utat. Egy hologram sokkal homályosabb, mint a lerajzolt tárgy – éppen úgy, mint egy hitelkártyán. És ennek van egy téridőre kapcsolatos vonatkozása.

 

Kiderül, hogy a tér olyan, mint egy óceán. Nagy magasságból – például madártávlatból – vizsgálva egyenletesnek tűnik. Közelebbről szemlélve, egy hajó látószögéből, durva és fodrozódó. Valójában, úgy vélik, hogy annyira fodrozódóvá válhat, hogy teljesen elveszítheti az egyenletességét a Plank-skála tartományában, amely tíz a harmincötödiken méter, vagy billiószor billióval kisebb, mint egy átlagos atom. Azonban, ha az Univerzum egy hologram, sokkal szemcsésebbnek kellene lennie. Ez azt jelentené, hogy nem kellene ráközelítenünk a tíz a harmincötödiken méretre ahhoz, hogy lássuk, amint a dolgok fodrokká alakulnak, és ezzel könnyebbé válik a szemcsézettség kimutatása.

 

2008-ban egy ideig valóban úgy tűnt, mintha a téridő szemcsézettsége kimutatható lenne, és ezzel bebizonyosodna a holografikus Világegyetem elképzelése. A németországi Hannoverben végzett GEO600-nak nevezett angol-német kísérlet a gravitációs hullámok után kutatott. A téridő szövetén léteznek Einstein gravitációs elmélete, az általános relativitáselmélet által megjósolt fodrok, amelyeket olyan erőteljes eseményeknek köszönhető sugárzásnak hittek, mint amilyen egy csillag felrobbanása vagy a fekete lyukak születése. Amint a gravitációs hullámok szétterjednek, szakaszosan összenyomják a kifeszített teret függőleges irányba. A GEO600 interferométer ezt a torzulást kutatta két függőleges 600 méteres lézerből készült „vonalzóval”. A fény az interferométer ágai mentén mozgott előre-hátra, miközben újra meg újra lepattant a felfüggesztett tükrökről. És ezek a tükrök lepleztek le valami különös dolgot. Úgy tűntek, mintha remegnének (vibrálnának) akár a szél által csapdosott faágak. Senki sem tudott rájönni, miért.

 

http://www.phys.utb.edu/

Ekkor jött a képbe Craig Hogan, a Chicagói Egyetem és a közeli Fermi Nemzeti Részecskegyorsító Laboratórium (Femilab) professzora. Amikor tudomást szerzett a titokzatos vibrálásról vagy „zajról”, azonnal tudta, hogy a GEO600 véletlenül a téridő szemcsésségére bukkant. Ő arra következtetett, hogy a tükröket a fodrozódások lökdösték folyamatosan. Az Univerzum csakugyan egy hologram.

 

Sajnálatos módon, a GEO600 később ráakadt a zaj forrására, amelyről kiderült, hogy földi eredetű.

Ez egyszerűen annak az eljárásnak volt a mesterséges mellékterméke, amellyel a kísérletezők a berendezésből származó fényt rögzítették. Amikor megváltoztatták a jelzett módszert, a zaj megszűnt.

 

De Hogant nem lehetett eltántorítani. Az az ötlet vert gyökeret benne, hogy a GEO600-nál sokkal érzékenyebb műszert fog építeni, amelyet kifejezetten arra fog kifejleszteni, hogy kimutassa a téridő vibrálását magában a Planck-skála tartományában. Imígyen született meg a Fermilab Holométere.

 

Hogan nem egészen fogadta el Susskind érvelését, vagyis azt, hogy az Univerzum horizontja minden információt tartalmaz. Ő csupán azt feltételezte, hogy a szubmikroszkopikus világban vannak változó szintek, illetve hogy a téridő alapvetően kétdimenziós. Nagyobb méretekben egy harmadik dimenzió bukkan fel. Azok az atomok, amelyek egy kékre festett falat alkotnak, semmilyen értelemben nem kékek. Ámde amikor az atomok nagy számban sűrűsödnek össze, akkor felbukkan a kék tulajdonság.

 

A valóság vizsgálata

 

A Holométer két, egyenként 40 méter hosszú, függőleges karból áll. A lézerfény belép a berendezésbe, amelyet egy nyalábosztó feldarabol, végigmegy a karokban, mielőtt lepattan a felfüggesztett tükrökről és visszatér azon az úton, ahogyan jött. A két nyaláb ezután újraegyesül.

 

Ha a két kar állandó távolságban marad, akkor a két fényhullám össze fog állni és egy állandó fényintenzitást fog eredményezni. viszont, ha a téridő fodrozódó, akkor a karok pillanatról pillanatra változtatni fogják a hosszúságukat. Ez a fényhullámokat fázisváltásokra fogja kényszeríteni, egyik pillanatban megerősítve, a következőben részben megszakítva azokat, ami pedig az egyesített fényben ingadozást idéz elő.

 

A korábbi Fermilaborban végzett kísérletekben használt alagút egyik részének felhasználásával készült Holométer tulajdonképpen két interferométert fog tartalmazni, az egyiket a másik tetejére teszik. Ha mindkettő pontosan ugyanazt az időfluktuációt mutatja, akkor a kísérlet igazolni fogja, hogy nem mesterségesen előidézett a változás, tehát nem a Fermilab épületének világi rezgése vagy a nem-folytonos lézer-fotonok fluktuációja. Ez valami olyan dolgot hozhat, amit egy alapvetően új téridő-fizikának köszönhetünk.

 

http://www.phys.utb.edu/

Nagy várakozások

 

„Örülök, hogy a Holométert a Fermilab-ban építették meg és működtetik” – jelentette ki John Cramer, a Seattle-i Washingtoni Egyetem professzora. „Nagyon kicsi költségekkel jár, ahhoz képest, hogy ez egy ilyen alapvető kérdés vizsgálatára irányuló kísérlet.” Kb. 1 millió dollárba (623 000 GBP) fog kerülni a Holométer, ami csepp a tengerbe, ha összevetjük azzal a 4,4 milliárddal, amennyibe a CERN Nagy Hadronütköztetője került.

 

„A Holometernek néhány hónapon belül működnie kellene és adatokat kellene gyűjtenie.” – közölte Hogan. De kicsit több időt vesz igénybe, mire eléri az optimális teljesítményét. „Ki kell majd nyomozni a környezeti zavaró hatások forrásait.” Például a kísérletet végzőknek tudniuk kell az olyan megtévesztő vibrációkról, mint amilyenek az utcán közlekedő autók által keltett remegések – így ezeket ki tudják szűrni. „Abban reménykedünk, hogy nagyjából két éven belül optimális szinten fog működni” – mondta Hogan.

 

Cramer nagy reményeket dédelget. „A kísérletezők optimisták a természetes kiválasztódást illetően, mert máskülönben soha nem lennének olyan bolondok, hogy kísérletezzenek.” – mondta. Hogan megpróbálja fékezni a lelkesedését. „Megpróbálom nem elragadtatni magamat az eredményekre gondolva.” – közölte. „Ez utazás az ismeretlenbe. Nem létezik jól bevált koncepció arra, amely elárulhatja, hogy mit fogunk találni.”

 

forrás: http://someinterestingfacts.net/

 

Boldog napot!

TÁRSOLDALUNK: www.napvallas.hu
signature

No Comments Yet.

What do you think?

Ez a weboldal az Akismet szolgáltatását használja a spam kiszűrésére. Tudjunk meg többet arról, hogyan dolgozzák fel a hozzászólásunk adatait..