Сучасна фізика все частіше звертається до концепцій, що розширюють межі звичного уявлення про природу Всесвіту. Одна з найбільш захопливих ідей останніх десятиліть полягає в припущенні, що наш Всесвіт може бути голографічною проєкцією, яка існує на межі гігантської чорної діри у ще більшому «батьківському» космосі.
Про це розповідає ProIT
Голографічний принцип та інформаційний парадокс
Згідно з класичною теорією Ейнштейна, чорні діри утворюються під час колапсу масивних зірок і мають надзвичайно потужне гравітаційне поле, що не дозволяє нічому, навіть світлу, вирватися за межі так званого горизонту подій. Відповідно до цієї теорії, після перетину горизонту подій для зовнішнього спостерігача зберігається лише інформація про масу, кутовий момент і електричний заряд об’єкта.
“Чорні діри, що утворюються внаслідок колапсу масивних зірок, згідно з класичною теорією Ейнштейна, є «космічними в’язницями», де гравітація настільки інтенсивна, що знання про матеріальні властивості будь-якого тіла, яке перетнуло горизонт подій, назавжди втрачаються для зовнішнього спостерігача.”
Однак у 1970-х роках Стівен Гокінг розвинув термодинамічний підхід до чорних дір, що виявив глибоку суперечність, яку назвали інформаційним парадоксом. Оскільки чорна діра має масу, вона повинна мати температуру та випромінювати енергію у вигляді так званого випромінювання Гокінга. Якщо чорна діра повністю випаровується, здається, що інформація про всю матерію, яку вона поглинула, безповоротно зникає, що суперечить основним принципам квантової механіки.
Розв’язання цієї проблеми запропонував Герард ‘т Гоофт ідеєю голографічного принципу. Вона стверджує, що всі ступені свободи, властиві об’єктам, які потрапили до чорної діри, не зникають, а закодовані на її двовимірній поверхні. Так, тривимірна інформація може зберігатися на двовимірній межі, подібно до голограми, яка на площині відтворює об’ємне зображення.
Чи може наш Всесвіт бути всередині чорної діри?
Подальший розвиток голографічного принципу спонукав частину науковців висунути гіпотезу, що весь наш Всесвіт є голографічною проєкцією. У цій моделі всі події, які ми сприймаємо як тривимірні, відбуваються завдяки квантовим взаємодіям на віддаленій двовимірній межі. Науковці звернули увагу на математичну відповідність: радіус спостережуваного Всесвіту (радіус Габбла) майже збігається з радіусом Шварцшильда — теоретичним розміром чорної діри, яка б виникла, якби вся матерія Всесвіту була стиснута до однієї точки. Хоча для багатьох це лише збіг, прихильники гіпотези вважають його свідченням того, що ми перебуваємо в особливій, ентропійно заплутаній зоні, де навіть гравітація може бути похідною інформаційних процесів на поверхні.
Попри фантастичність, ця ідея серйозно розглядається у науковому середовищі, оскільки вона може стати ключем до об’єднання законів квантової механіки з теорією гравітації. Якщо наш Всесвіт — це голографічне відображення процесів на межі іншого виміру, це пояснює збереження інформації під час випаровування чорних дір. Однак поки що стандартна фізика залишається найнадійнішим способом опису реальності, а сама гіпотеза потребує експериментальних підтверджень. До того часу питання про можливість існування нашого Всесвіту всередині чорної діри залишається однією з найзагадковіших тем сучасної науки.