Vajon illúzióban élünk, és az egész világegyetem csupán egy hologram?
Fekete lyukak belsejébe tekintve kaphatunk választ a csillagászat és a modern fizika egyik legfontosabb kérdésére.
Twenty20
A fizika törvényeiből adódóan nem láthatunk át a fekete lyukak eseményhorizontjain, hiszen azon túl, hogy áthatolhatatlanok, még a fény sem tud kijutni belőlük. Egy új tanulmányban azonban a Michigani Egyetem fizikusa, Enrico Rinaldi egy olyan technikát írt le, amellyel ez a korlát átugorható, ezáltal megoldható a tudomány egyik legnagyobb rejtélye.
Korábban az univerzum hologram-mivoltját tévesen úgy értelmezték, mint Platón Barlanghasonlatának elméleti fizikai megfelelőjét, amely egy ősi allegória az emberek realitáshoz köthető érzékelési képességének hiányára, melyet olyan népszerű filmekben is bemutattak, mint például a Mátrix vagy a Szárnyas fejvadász.
A hivatalosan holografikus dualitásként ismert elmélet viszont valójában egy matematikai modell. Einstein általános relativitáselméletében nincsenek részecskék, csak téridő van, míg a részecskefizika általános modelljében nincs gravitáció, kizárólag részecskék léteznek.
A holografikus kettősség azt sugallja, hogy a gravitáció és a részecskék teóriája matematikai szempontból teljesen egyenértékű, egyetlen probléma csupán az, hogy az előbbi hipotézis három dimenziót igényel, míg az utóbbi mindössze kettőt.
NE HAGYD KI
Ezen feltevések összeegyeztetése és párhuzamba állítása tekintetében a fekete lyukak rendkívül fontos objektumnak számítanak. Sűrűségükből kifolyólag eltorzítják a háromdimenziós téridőt, ám fizikusok számára leginkább azért értékesek, mert általuk megfigyelhetik, miként képesek matematikai sémák szerint kapcsolódni részecskeszinten, lényegében a kétdimenziós téren keresztül vetítve.
A részecskeelmélet ábrázolására használt matematikai eszközökhöz tartoznak az úgynevezett kvantummátrix-modellek, amelyek megoldása a rendszer legalacsonyabb energiaállapotát reprezentáló legjobb részecskekonfiguráció megtalálásával történik.
Rinaldi és kollégái a megoldáshoz kvantumáramköröket használtak, amiket egy speciális neurális hálozaton keresztül futtattak annak érdekében, hogy rábukkanjanak a legalacsonyabb energiájú mátrix hullámfüggvényére. Egyetlen problémát az jelentette, hogy a legtöbb áramkor nem elég erős ahhoz, hogy megfejtse ezeket a bonyolult modelleket, ezért a kutatóknak egy sokkal egyszerűbbet kellett kifejleszteniük, hogy bebizonyítsák, megközelítésük működőképes.
„Ezek a mátrixok a fekete lyukak egy speciális változatának lehetséges reprezentációját jelentik. Ha tudjuk, hogyan rendeződnek, és milyen tulajdonságokkal rendelkeznek, akkor például kideríthetjük, miként nézhet ki a sötét objektum belseje. Mi lehet egy fekete lyuk eseményhorizontján, és honnan származhat? E kérdés megválaszolása egy lépés lenne a hozzájuk köthető kvantumelmélet megvalósítása felé” – mondta Rinaldi.
A fizikus szakember hozzátette, az eredmények fontos támpontot nyújtottak a kvantumszámítástechnikával és a gépi tanulási algoritmusokkal kapcsolatos jövőbeli kutatásokhoz, amelyeket a tudósok a holografikus dualitás gondolati síkján keresztül a kvantumgravitáció feltárására használhatnak.
