Je celý vesmír jenom hologram? Nový experiment to prověří!

Stále hlasitěji je slyšet teorie holografického vesmíru, podle níž je vesmír jakousi projekcí dvouzorměrné plochy. Názor v 90. letech postulovali teoretičtí fyzikové Leonard Susskind, Charles Thorn a Gerard 't Hooft, vycházeli přitom mimo jiné i ze zjištění Stephena Hawkinga.

Jejich doposud nepotvrzená hypotéza známá jako holografický princip vychází právě z Hawkingových teorií černých děr. Američtí vědci z Fermilabu se nyní domnívají, že pro ni mohou poprvé získat důkazy.

Prostor jako iluze

Ačkoliv je jejich název odvozen od toho, že z nich neuniká ani světelné záření, Hawking přišel s tím, že z principu entropie musejí černé díry emitovat teplo, a časem se tak mohou i vypařit. I největší černé díry tak mají omezenou dobu trvanlivosti, ačkoliv se tato měří násobně déle, než je současné stáří vesmíru.

Záhy se však v teorii objevil paradox – Hawkingova kočkopsí teze počítala s tím, že teplo vyzařuje dvourozměrný horizont události černé díry, oné vstupní brána mezi naším světem a kosmickým vězením uvnitř. Tím by se zachovalo emitování záření i neproniknutelnost samotného vnitřku černé díry. Informaci o trojrozměrné povaze tedy – stejně jako hologram – měla zachovávat dvourozměrná plocha. Právě toho si později Susskind, Thorn a Hooft všimli a přišli s tím, že jednodušším řešením by bylo, kdyby se stejně choval celý vesmír, nikoliv pouze černé díry.

Pokud mají pravdu, namísto trojrozměrné reality si vesmír můžeme představit jako informaci zapsanou na povrchu obrovské dvourozměrné koule obklopující – a de facto tvořící – celý časoprostor. V zásadě si tak prý můžeme fungování vesmíru představit stejně jako hologram, tedy dvourozměrný obrázek, který dovoluje zachovat komplexní reprezentaci trojrozměrného světa.

Jako bonus by holografický princip navíc zjednodušil několik dalších kosmologických teorií včetně té superstrunové.

Hledání důkazu

Jako každá hypotéza i ta Thornova, Hooftova a Susskindova sice působí zajímavě, stále jde však o málo více než jen úvahu. Vědci si však myslí, že pro holografický vesmír mohou získat důkazy.

Ty se mají ukrývat v kvantovém chvění pozorovaném při hledání gravitačních vln. Je-li vesmír hologramem, jsou mu podle teorie vlastní nejmenší částečky celého rozlišení, připodobňované k pixelům na počítačovém monitoru. Stejně jako jeho obraz zdálky působí kompaktně, ale při nejmenším možném přiblížení se ukáže být jen celkem řady barevných pixelů, při dostatečném přiblížení by vědci měli být schopní odhalit i nejmenší možné rozlišení časoprostoru.

Snahou o využití nejmodernějších přístrojů k detekci kvantového šumu se už přes pět let zabývá fyzik Craig Hogan, nejnověji v laboratoři amerického Fermilabu. Měření nejnověji využívá dvojice interferometrů k vyslání a odražení silného laserového paprsku. Pokud je vesmír plný kvantového šumu jako signálu holografického principu, projeví se na fluktuacích odraženého světla. Ačkoliv je Hoganova metoda některými jeho kolegy kritizována, Hogan slibuje, že směrodatné výsledky budou známé již příští rok.

Odhalení holografické povahy vesmíru by samozřejmě nijak nezměnilo naše okamžité vnímání světa, stejně jako kvantová fyzika by se však časem jistě promítlo jak do seriózních aplikací, tak i pseudomystických bludů. Zrovna tak nelze opomenout, že i objevení jaderných sil bylo v 19. století nejprve navýsost teoretickým počinem, jejich aplikace ve století 20. však straší dodnes. Prozatím se však můžeme uklidňovat tím, že do nalezení konkrétního důkazu můžeme Hoofta a Susskinda brát jenom jako fyziky s velkou představivostí.

Ladislav Loukota