Holografik İlke: Gerçeklik Göründüğü Gibi Değildir
Bilim insanlarının "holografik evren" ile ne kastettiğini anlamak için "hologram" kelimesinin günlük kullanımlarının ötesine bakmak faydalı olacaktır. Fizikte, hologram üç boyutlu bilgileri depolayan ve görüntüleyen iki boyutlu bir yüzeydir. Bazı kredi kartlarındaki yansıtıcı görüntüleri düşünün, eğdiğinizde görüntü kayar. Derinliği varmış gibi görünse de, sonuçta düzdür.
Bazı fizikçiler evrenimizin de aynı şekilde işlediğini öne sürüyor. Ancak gerçek 3B uzayda var olmak yerine, tüm gerçeklik uzak bir 2B sınırda kodlanmış olabilir ve galaksiler, yıldızlar, gezegenler ve hatta insanlar dahil algıladığımız her şey bu yüzeyden bir projeksiyon olarak ortaya çıkabilir.
Profesör Taylor evreni katı bir nesneden çok içi boş bir küreye benzetiyor. Tüm bilindik yapılar güneş sistemleri, yıldız kümeleri, bulutsular kürenin görünen 3B hacminin içinde yer alıyor. Ancak teoriye göre bu yapının gerçek kaynağı kürenin 2B dış yüzeyinde yatıyor.
Holografik ilke olarak bilinen şeye göre , evreni anlamak için üç boyutlu uzayın her ayrıntısını tanımlamanıza gerek yoktur. Alternatif olarak, tüm bilgilerin bu iki boyutlu kabukta bulunduğu düşünülebilir. Gezegenlerin hareket etme şekli ve yerçekiminin "top" içinde nasıl davrandığı, tamamen 2B sınırında olanlara dayanarak hesaplanabilir.
" Bunu görselleştirmek çok zordur. Ancak, bir atomun içinde ne olduğunu görselleştirmek de oldukça zordur," diye belirtiyor Taylor. "Yirminci yüzyılın başlarında atomların kuantum kurallarını izlediğini öğrendik, bu da günlük gerçekliğimizden oldukça farklıdır. Holografi bizi daha da uç bir dünyaya götürür, burada sadece kuvvetler doğada kuantum olmakla kalmaz, aynı zamanda boyut sayısı da algıladığımız gerçekliğimizden farklıdır."
Bu görüş, özellikle The Matrix gibi özünde distopik nitelikteki Hollywood tasvirlerini görmüş olanlar için kafa karıştırıcı görünebilir . Ancak Taylor, bu tür karşılaştırmaların yanıltıcı olabileceğini vurguluyor. "The Matrix filmleri çok düşündürücüdür ancak muhtemelen holografideki tüm fikirleri tam olarak yansıtmıyor" dedi.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki önde gelen parçacık fiziği laboratuvarlarından Fermilab da aynı fikirde. Evrenin bir tür projeksiyon olduğu fikri simülasyon teorisi gibi görünse de bilim insanlarının iddia ettiği bu değil. Fermilab, "Tanıdık üç boyutlu evrenimizin en temel düzeyde bir şekilde iki boyutta kodlanmış olduğu fikri, iki boyutlu temsilin 'dışında' herhangi birinin veya bir şeyin illüzyonu 'yansıttığı' veya simülasyonu 'yürüttüğü' anlamına gelmez" diyor.
Bu, bir hologramda yaşadığımızı kabul etmek için kendimizi birinin bilgisayar programındaki karakterler olarak görmemize gerek olmadığı anlamına geliyor. Ancak belki de en tepede gerçekten bir programcı vardır ve bilim insanları bu fikri düşünmeyi çok rahatsız edici buluyorlardır.
Kara Delik Bulmacası ve Holografik Düşüncenin Kökenleri
Holografik evren teorisinin arkasındaki önemli bir itici güç, fizikte uzun süredir var olan bir sorunu çözme ihtiyacıdır: kara delik bilgi paradoksu. Başlangıçta Stephen Hawking tarafından öne sürülen bu paradoks, kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden birine meydan okur; yani, bilginin yok edilemeyeceği.
Matris görüntüleme, dijital olarak birler ve sıfırlarla kodlanmış 3 boyutlu görsel imgelerin üretimidir.
Profesör Taylor şöyle açıklıyor: "Bilgi paradoksu, kara deliklerin içlerine atılan şeyleri unutuyor gibi görünmesidir."
Bir not yazdığınızı, onu küçük parçalara ayırdığınızı ve konfetileri çöp kutusuna attığınızı düşünün. Teknik olarak, birileri orijinal mesajı kurtarmak için parçaları yeniden birleştirebilir. Ancak bu parçalanmış notu bir kara deliğe atarsanız, bilginin tamamen yok olduğu görülür. Bu, fizikçiler için büyük bir sorundur çünkü evrenin temel bir yasasının çiğnendiği anlamına gelir. Ancak bazı araştırmacılar, kara delikleri derin, 3 boyutlu çukurlar yerine iki boyutlu yüzeyler olarak düşünürsek, bu sorunun aşılabileceğine inanıyor. Gerçekliğin bu versiyonunda, bir kara deliğe düşen herhangi bir bilgi, içinde kaybolmak yerine yüzeyinde kodlanır. Paradoksu ilk ortaya atan Hawking bile, ölümünden önceki yıllarda bu çözümü desteklemeye başladı.
Bu fikrin çıkarımları kara deliklerin ötesine geçer. Yer çekimi ve üçüncü boyut gibi gerçeklik yönlerinin evrenin temel bileşenleri olmadığını, bunun yerine "ortaya çıkan özellikler" olduğunu öne sürerler; bunlar yalnızca altta yatan yapı belirli şekillerde davrandığında ortaya çıkan özelliklerdir.
Southampton Üniversitesi'nden matematiksel fizikçi Profesör Kostas Skenderis faydalı bir benzetme sundu: "Sıcaklık temel parçacıkların içsel bir özelliği değildir. Daha ziyade bunların bir koleksiyonunun bir özelliği olarak ortaya çıkar. Bu, sıcaklığı daha az gerçek yapmaz. Aksine onu açıklar."
Aynı şekilde, yerçekimi ve uzaysal derinlik, 2 boyutlu bir evrenin bileşenleri etkileşime girdiğinde ortaya çıkabilir. Bunlar gerçektir, ancak temel değildir.
Skenderis, "Kara delik fiziği, 3 boyutlu evreni tanımlamak için yalnızca 2 boyutlu uzaydaki bilgilere ihtiyacımız olduğunu öne sürüyor" dedi ve bu, birçok bilim insanının çekici bulduğu türden bir sadeliği temsil ediyor.
Evrensel Gerçeği Aramak
Holografik teorinin kanıtı belirsizdir. Güçlü teorik desteğe rağmen, evrenin holografik olduğuna dair kesin bir "kesin kanıt" yoktur. Ancak bu, araştırmacıları araştırmaktan alıkoymamıştır.
Profesör Taylor, kesin kanıt bulmanın zor olabileceğini kabul ediyor. Ancak evrendeki en eski ışıkta, Büyük Patlama'dan geriye kalan soluk bir art parıltı olan Kozmik Mikrodalga Arkaplanı'nda (CMB) umut verici ipuçları bulunabilir.
Evrenin 370.000 yaşındayken gökyüzüne yansıyan Kozmik Mikrodalga Arka Plan radyasyonunun haritası, sıcaklık değişimlerini temsil eden renklerle gösterilmiştir.
Fermilab Parçacık Astrofiziği Merkezi müdürü Profesör Craig Hogan, bu antik radyasyonun evrenin holografik yapısına dair ipuçları içerebileceğine inanıyor.
"CMB ve tüm büyük ölçekli yapıların kuantum kütleçekimsel gürültüden kaynaklandığı varsayılıyor," diye açıkladı. "Holografikse, CMB deseni bunun işaretlerini gösteriyor. [Onu] oluşturan sürecin bir görüntüsünü koruyor."
Aslında, Skenderis ve ekibi tarafından yürütülen araştırma, holografik modellerin CMB'deki küçük değişiklikleri doğru bir şekilde tanımlayabildiğini buldu. "Holografik modellerin tahminlerini CMB'nin gözlemlenen özelliklerine karşı test ettik ve mükemmel bir uyum bulduk," dedi. "Bu, bugüne kadar holografinin tek doğrudan gözlemsel testidir."
Bilim insanları kozmosun holografik doğasını araştırmaya devam ederken, bir şey açıktır: eğer doğruysa, bu teori evreni ışık ve gölgenin bir oyununa indirgemiyor. Bunun yerine, daha zengin ve garip bir gerçekliği ortaya çıkarıyor—boyutsal derinlik, yer çekimi ve hatta zamanın daha derin, daha soyut bir gerçeğin yan etkileri olabileceği bir gerçeklik. Ve bu gerçeklikte, gördüğümüz şey yanlış değil—sadece tüm hikaye bu değil.
Üstteki görsel: Sanatçının, Einstein'ın görelilik kuramında öngörüldüğü gibi gerçekliği çarpıtan dönen bir kara delik tasviri.
Bilim insanlarının "holografik evren" ile ne kastettiğini anlamak için "hologram" kelimesinin günlük kullanımlarının ötesine bakmak faydalı olacaktır. Fizikte, hologram üç boyutlu bilgileri depolayan ve görüntüleyen iki boyutlu bir yüzeydir. Bazı kredi kartlarındaki yansıtıcı görüntüleri düşünün, eğdiğinizde görüntü kayar. Derinliği varmış gibi görünse de, sonuçta düzdür.
Bazı fizikçiler evrenimizin de aynı şekilde işlediğini öne sürüyor. Ancak gerçek 3B uzayda var olmak yerine, tüm gerçeklik uzak bir 2B sınırda kodlanmış olabilir ve galaksiler, yıldızlar, gezegenler ve hatta insanlar dahil algıladığımız her şey bu yüzeyden bir projeksiyon olarak ortaya çıkabilir.
Profesör Taylor evreni katı bir nesneden çok içi boş bir küreye benzetiyor. Tüm bilindik yapılar güneş sistemleri, yıldız kümeleri, bulutsular kürenin görünen 3B hacminin içinde yer alıyor. Ancak teoriye göre bu yapının gerçek kaynağı kürenin 2B dış yüzeyinde yatıyor.
Holografik ilke olarak bilinen şeye göre , evreni anlamak için üç boyutlu uzayın her ayrıntısını tanımlamanıza gerek yoktur. Alternatif olarak, tüm bilgilerin bu iki boyutlu kabukta bulunduğu düşünülebilir. Gezegenlerin hareket etme şekli ve yerçekiminin "top" içinde nasıl davrandığı, tamamen 2B sınırında olanlara dayanarak hesaplanabilir.
" Bunu görselleştirmek çok zordur. Ancak, bir atomun içinde ne olduğunu görselleştirmek de oldukça zordur," diye belirtiyor Taylor. "Yirminci yüzyılın başlarında atomların kuantum kurallarını izlediğini öğrendik, bu da günlük gerçekliğimizden oldukça farklıdır. Holografi bizi daha da uç bir dünyaya götürür, burada sadece kuvvetler doğada kuantum olmakla kalmaz, aynı zamanda boyut sayısı da algıladığımız gerçekliğimizden farklıdır."
Bu görüş, özellikle The Matrix gibi özünde distopik nitelikteki Hollywood tasvirlerini görmüş olanlar için kafa karıştırıcı görünebilir . Ancak Taylor, bu tür karşılaştırmaların yanıltıcı olabileceğini vurguluyor. "The Matrix filmleri çok düşündürücüdür ancak muhtemelen holografideki tüm fikirleri tam olarak yansıtmıyor" dedi.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki önde gelen parçacık fiziği laboratuvarlarından Fermilab da aynı fikirde. Evrenin bir tür projeksiyon olduğu fikri simülasyon teorisi gibi görünse de bilim insanlarının iddia ettiği bu değil. Fermilab, "Tanıdık üç boyutlu evrenimizin en temel düzeyde bir şekilde iki boyutta kodlanmış olduğu fikri, iki boyutlu temsilin 'dışında' herhangi birinin veya bir şeyin illüzyonu 'yansıttığı' veya simülasyonu 'yürüttüğü' anlamına gelmez" diyor.
Bu, bir hologramda yaşadığımızı kabul etmek için kendimizi birinin bilgisayar programındaki karakterler olarak görmemize gerek olmadığı anlamına geliyor. Ancak belki de en tepede gerçekten bir programcı vardır ve bilim insanları bu fikri düşünmeyi çok rahatsız edici buluyorlardır.
Kara Delik Bulmacası ve Holografik Düşüncenin Kökenleri
Holografik evren teorisinin arkasındaki önemli bir itici güç, fizikte uzun süredir var olan bir sorunu çözme ihtiyacıdır: kara delik bilgi paradoksu. Başlangıçta Stephen Hawking tarafından öne sürülen bu paradoks, kuantum mekaniğinin temel ilkelerinden birine meydan okur; yani, bilginin yok edilemeyeceği.
Matris görüntüleme, dijital olarak birler ve sıfırlarla kodlanmış 3 boyutlu görsel imgelerin üretimidir.
Profesör Taylor şöyle açıklıyor: "Bilgi paradoksu, kara deliklerin içlerine atılan şeyleri unutuyor gibi görünmesidir."
Bir not yazdığınızı, onu küçük parçalara ayırdığınızı ve konfetileri çöp kutusuna attığınızı düşünün. Teknik olarak, birileri orijinal mesajı kurtarmak için parçaları yeniden birleştirebilir. Ancak bu parçalanmış notu bir kara deliğe atarsanız, bilginin tamamen yok olduğu görülür. Bu, fizikçiler için büyük bir sorundur çünkü evrenin temel bir yasasının çiğnendiği anlamına gelir. Ancak bazı araştırmacılar, kara delikleri derin, 3 boyutlu çukurlar yerine iki boyutlu yüzeyler olarak düşünürsek, bu sorunun aşılabileceğine inanıyor. Gerçekliğin bu versiyonunda, bir kara deliğe düşen herhangi bir bilgi, içinde kaybolmak yerine yüzeyinde kodlanır. Paradoksu ilk ortaya atan Hawking bile, ölümünden önceki yıllarda bu çözümü desteklemeye başladı.
Bu fikrin çıkarımları kara deliklerin ötesine geçer. Yer çekimi ve üçüncü boyut gibi gerçeklik yönlerinin evrenin temel bileşenleri olmadığını, bunun yerine "ortaya çıkan özellikler" olduğunu öne sürerler; bunlar yalnızca altta yatan yapı belirli şekillerde davrandığında ortaya çıkan özelliklerdir.
Southampton Üniversitesi'nden matematiksel fizikçi Profesör Kostas Skenderis faydalı bir benzetme sundu: "Sıcaklık temel parçacıkların içsel bir özelliği değildir. Daha ziyade bunların bir koleksiyonunun bir özelliği olarak ortaya çıkar. Bu, sıcaklığı daha az gerçek yapmaz. Aksine onu açıklar."
Aynı şekilde, yerçekimi ve uzaysal derinlik, 2 boyutlu bir evrenin bileşenleri etkileşime girdiğinde ortaya çıkabilir. Bunlar gerçektir, ancak temel değildir.
Skenderis, "Kara delik fiziği, 3 boyutlu evreni tanımlamak için yalnızca 2 boyutlu uzaydaki bilgilere ihtiyacımız olduğunu öne sürüyor" dedi ve bu, birçok bilim insanının çekici bulduğu türden bir sadeliği temsil ediyor.
Evrensel Gerçeği Aramak
Holografik teorinin kanıtı belirsizdir. Güçlü teorik desteğe rağmen, evrenin holografik olduğuna dair kesin bir "kesin kanıt" yoktur. Ancak bu, araştırmacıları araştırmaktan alıkoymamıştır.
Profesör Taylor, kesin kanıt bulmanın zor olabileceğini kabul ediyor. Ancak evrendeki en eski ışıkta, Büyük Patlama'dan geriye kalan soluk bir art parıltı olan Kozmik Mikrodalga Arkaplanı'nda (CMB) umut verici ipuçları bulunabilir.
Evrenin 370.000 yaşındayken gökyüzüne yansıyan Kozmik Mikrodalga Arka Plan radyasyonunun haritası, sıcaklık değişimlerini temsil eden renklerle gösterilmiştir.
Fermilab Parçacık Astrofiziği Merkezi müdürü Profesör Craig Hogan, bu antik radyasyonun evrenin holografik yapısına dair ipuçları içerebileceğine inanıyor.
"CMB ve tüm büyük ölçekli yapıların kuantum kütleçekimsel gürültüden kaynaklandığı varsayılıyor," diye açıkladı. "Holografikse, CMB deseni bunun işaretlerini gösteriyor. [Onu] oluşturan sürecin bir görüntüsünü koruyor."
Aslında, Skenderis ve ekibi tarafından yürütülen araştırma, holografik modellerin CMB'deki küçük değişiklikleri doğru bir şekilde tanımlayabildiğini buldu. "Holografik modellerin tahminlerini CMB'nin gözlemlenen özelliklerine karşı test ettik ve mükemmel bir uyum bulduk," dedi. "Bu, bugüne kadar holografinin tek doğrudan gözlemsel testidir."
Bilim insanları kozmosun holografik doğasını araştırmaya devam ederken, bir şey açıktır: eğer doğruysa, bu teori evreni ışık ve gölgenin bir oyununa indirgemiyor. Bunun yerine, daha zengin ve garip bir gerçekliği ortaya çıkarıyor—boyutsal derinlik, yer çekimi ve hatta zamanın daha derin, daha soyut bir gerçeğin yan etkileri olabileceği bir gerçeklik. Ve bu gerçeklikte, gördüğümüz şey yanlış değil—sadece tüm hikaye bu değil.
Üstteki görsel: Sanatçının, Einstein'ın görelilik kuramında öngörüldüğü gibi gerçekliği çarpıtan dönen bir kara delik tasviri.
