Žijeme v hologramu? Kredit: CC0 Public Domain.

Z extravagantních rovnic strunových teorií, teorií kvantové gravitace a termodynamiky černých děr vyplývá poněkud bláznivá představa, že by celý vesmír mohl být vlastně jenom hologram. Objem by byl v takovém případě pouhou iluzí a vesmír by byl utvořen promítnutím dvojrozměrné informační struktury. Je to vlastně podobné, jako kdybychom celý život sledovali 3D film v globálním multikině. Vnímali bychom 3D obraz, který ale přitom vzniká na plochém 2D plátně. A jestli to tak skutečně je, tak žijeme v hologramu, který je opravdu přesvědčivě reálný.

Kostas Skenderis. Kredit: IIP.

Teorie holografického vesmíru pochází z devadesátých let, je příjemně psychedelická, dobře se popularizuje, a kdyby fungovala jako popis našeho vesmíru, tak by mimo jiné řešila doposud stále nedobytný paradox černých děr. Převratná teorie si ale žádá razantní důkazy, a v tomto směru to s holografickým vesmírem nevypadá příliš dobře.

Situaci by teď mohla zlepšit nová studie mezinárodního vědeckého týmu, který vedl Kostas Skenderis z Univerzity v Southamptonu. Badatelé jsou přesvědčeni, že se jim povedlo vystopovat první důkaz spojený s reálným pozorováním, podle něhož by náš vesmír mohl být ohromným hologramem.

Vývoj holografického vesmíru. Kredit: Paul McFadden.

Když zkoumali nepravidelnosti ve struktuře reliktního mikrovlnného záření, tak se ukázalo, že je lze vysvětlit holografickým vesmírem v podstatě stejně dobře, jako konvenčním kosmologickým modelem. Reliktní mikrovlnné záření vzniklo ve velmi mladém vesmíru a dodnes prostupuje celý vesmír. Může si to ostatně zkusit každý, kdo má nějakou televizi. Reliktní záření se totiž projevuje v zrnění nenaladěných televizních kanálů.

Vesmír jako hologram. Kredit: TU Wien.

V posledních desetiletích došlo ke značnému pokroku technologií, s nimiž můžeme reliktní záření pozorovat. Vědci díky tomu získali spoustu dat, s nimiž mohou dělat velké věci. Skenderis a spol. na datech z pozorování reliktního záření testovali holografické modely velmi raného vesmíru, založené na super renormalizovatelné kvantové teorii pole (three-dimensional perturbative superrenormalizable quantum field theory). A tyto holografické modely obstály, srovnatelně se standardním kosmologickým modelem lambda CDM, a slušně sedí na pozorovaná data.

Skanderis neskrývá nadšení. Holografická kosmologie je podle něj velkým krokem vpřed v našich úvahách o vzniku a struktuře vesmíru. Dnešní fyzika neustále naráží na to, že Einsteinova obecná relativita obstojně vysvětlí všechno v makrosvětě, ale na kvantové úrovni je to už mnohem slabší. Vědci se velice, přímo heroicky snaží obecnou relativitu smířit s kvantovou mechanikou. Už celá desetiletí. Někteří věří tomu, že je to právě holografický vesmír, v němž by k tomu mohlo dojít. Skanderis s kolegy doufají, že k tomu svým výzkumem přispěli, i když zbývá ještě dlouhá cesta. Chtěli byste žít v hologramu?

Video:  Kostas Skenderis, Our Universe as a Hologram


Literatura
University of Southampton 31. 1. 2017, Physical Review Letters 118: 041301.