Αν ζούμε σε ένα ολογραφικό σύμπαν τότε θα είναι η μεγαλύτερη επανάσταση του 21ου αιώνα

Μια παράξενη θεωρία, που λέγεται ολογραφική αρχή, απασχολεί ολοένα και περισσότερους φυσικούς. Ισχυρίζεται ότι το σύμπαν μας είναι σαν ένα ολόγραμμα. Όπως το φως μας επιτρέπει να απεικονίσουμε ένα τρισδιάστατο είδωλο πάνω σε ένα επίπεδο φιλμ, έτσι και το φαινομενικά τρισδιάστατο Σύμπαν μπορεί να είναι τελείως ισοδύναμο με κάποια κβαντικά πεδία και φυσικούς νόμους, «σχεδιασμένους» σε μια τεράστια μακρινή επιφάνεια στην άκρη του σύμπαντος. Με άλλα λόγια, είμαστε πραγματικοί, ή μήπως είμαστε κβαντικές αλληλεπιδράσεις που προέρχονται από τις άκρες του σύμπαντος;

Η φυσική των μαύρων τρυπών μας δίνει κάποια ένδειξη ότι κάτι τέτοιο θα μπορούσε να είναι αληθές. Η μέγιστη εντροπία ή πληροφορία αυτών των περίεργων αντικειμένων, είναι ανάλογη με την επιφάνειά τους, και όχι με τον όγκο τους. Ίσως λοιπόν και ολόκληρο το Σύμπαν να είναι σαν ένα γιγάντιο ολόγραμμα

Το αν ζούμε στην πραγματικότητα μέσα σε ένα ολόγραμμα είναι ένα θέμα πολυσυζητημένο, αλλά είναι πλέον ξεκάθαρο ότι κοιτάζοντας φαινόμενα μέσα από ένα “ολογραφικό φακό” θα μπορούσε να αποτελεί το κλειδί για την επίλυση μερικών από τα πιο πολύπλοκα προβλήματα στη φυσική, συμπεριλαμβανομένου και της φυσικής που επικρατούσε πριν από το big bang, αυτού που δίνει μάζα στα σωματίδια, ή μιας θεωρίας της κβαντικής βαρύτητας.

Το 1982 συνέβη ένα λίγο γνωστό αλλά επικό γεγονός στο Πανεπιστήμιο του Παρισιού, όπου μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον φυσικό Alain Aspect πραγματοποίησε κάτι που μπορεί να αποδειχθεί ένα από τα πιο σημαντικά πειράματα του 20ου αιώνα. Όλο δε και περισσότεροι φυσικοί πιστεύουν ότι ανακάλυψη εκείνη μπορεί να αλλάξει το πρόσωπο της επιστήμης.

Ο Aspect και η ομάδα του λοιπόν ανακάλυψαν ότι υπό ορισμένες συνθήκες τα υποατομικά σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια είναι σε θέση να επικοινωνούν ακαριαία μεταξύ τους, ανεξάρτητα από την απόσταση που τους χωρίζει. Δεν έχει σημασία αν είναι 10 μέτρα ή 10 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά.

Με κάποιον τρόπο κάθε σωματίδιο φαίνεται πάντα να ξέρει τι κάνει το άλλο, που βρίσκεται μακριά του. Το πρόβλημα με αυτό το κατόρθωμα είναι ότι παραβιάζει το χρόνιο δόγμα του Αϊνστάιν ότι καμία επικοινωνία δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός. Το ταξίδι που γίνεται γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός ισοδυναμεί με το σπάσιμο του φράγματος του χρόνου, και έτσι αυτή η αποθαρρυντική προοπτική έχει αναγκάσει μερικούς φυσικούς να προσπαθήσουν να φτάσουν σε όλο και πιο περίτεχνους τρόπους για να εξηγήσουν τα ευρήματα του Aspect.

Ο φυσικός David Bohm στο Πανεπιστήμιο του Λονδίνου, για παράδειγμα, πιστεύει ότι τα πορίσματα του Aspect υποδηλώνουν ότι η αντικειμενική πραγματικότητα δεν υπάρχει, ότι παρά την φαινομενική σταθερότητα του το σύμπαν είναι η καρδιά ενός φαντάσματος, ενός γιγαντιαίου ολογράμματος. Ο Bohm συμμετείχε στην πρόωρη ανάπτυξη του ολονομικού (holonomic) μοντέλου της λειτουργίας του εγκεφάλου, ένα μοντέλο για την ανθρώπινη γνώση που είναι τελείως διαφορετικό από τις συμβατικές αποδεκτές ιδέες. Ο Bohm ανέπτυξε τη θεωρία ότι ο εγκέφαλος λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο με ένα ολόγραμμα, σύμφωνα με τις κβαντικές μαθηματικές αρχές και τα χαρακτηριστικά των μοτίβων του κύματος.

Η αντίληψη ότι ο κόσμος μας είναι τρισδιάστατος μπορεί να είναι μια παράξενη αυταπάτη.

Για να καταλάβουμε γιατί ο Bohm κάνει αυτόν τον εκπληκτικό ισχυρισμό, πρέπει πρώτα κάποιος να καταλάβει ότι ένα ολόγραμμα είναι μια τρισδιάστατη φωτογραφία φτιαγμένη με τη βοήθεια ενός λέιζερ. Για να κάνετε ένα ολόγραμμα, το αντικείμενο που πρέπει να φωτογραφηθεί αρχικά λούζεται στο φως μιας ακτίνας λέιζερ. Στη συνέχεια, μια δεύτερη ακτίνα λέιζερ ανακλάται από το ανακλώμενο φως της πρώτης ακτίνας και το συνακόλουθο μοτίβο συμβολής (η περιοχή όπου οι δύο ακτίνες λέιζερ συμβάλλουν) συλλαμβάνεται πάνω σε ένα φιλμ. Όταν εμφανιστεί αυτό το φιλμ, φαίνεται να μοιάζει με μια άνευ νοήματος δίνη φωτεινών και σκοτεινών γραμμών. Αλλά μόλις το φιλμ φωτιστεί από μια άλλη δέσμη λέιζερ, τότε εμφανίζεται μια τρισδιάστατη εικόνα του αρχικού αντικειμένου.

Σε μια πρόσφατη συνεργασία μεταξύ επιστημόνων του Fermilab και του GEO600, μπορεί να βρέθηκαν τα πίξελ της ίδιας πραγματικότητας, τους κόκκους του χωροχρόνου, στην κλίμακα του ενός δεκάτου του femtometer (ή 10-16 μέτρα).

Το σύστημα GEO600 (που φτιάχτηκε για να ανιχνεύσει τα βαρυτικά κύματα ή διακυμάνσεις του χωροχρόνου) είναι οπλισμένο με εξακόσια μέτρα σωλήνων λέιζερ, αρκετά για να τροφοδοτήσουν ένα ολόκληρο Πόλεμο των Άστρων, όμως αυτά τα λέιζερ έχουν φτιαχτεί για ανίχνευση, κι όχι για την καταστροφή. Το GEO600 σημαίνει ότι μπορούν να μετρήσουν μεταβολές του ενός μέρους προς εξακόσια εκατομμύρια, μια αρκετά μεγάλη ακρίβεια για να ανιχνεύσει ακόμη και τις πιο μικρές διακυμάνσεις στον χωρόχρονο – αν υποτεθεί ότι δεν υπάρχει κάποιος περιβαλλοντικός “θόρυβος” ή άλλος λάθος. Το πρόβλημα με μια τέτοια απίστευτα ευαίσθητη συσκευή είναι ακριβώς αυτό – είναι εξαιρετικά ευαίσθητη και μπορεί να μετρήσει ανεπιθύμητες επιδράσεις.

Το προσωπικό του συμβολόμετρου δίνει μια συνεχή μάχη κατά της ανεπιθύμητης επίδρασης, ενώ αγωνίζονται να δουν τι σημαίνει ένα ιδιαίτερα επίμονο σήμα που πιάνουν. Ο καθηγητής Craig Hogan του Fermilab πρότεινε ότι το πρόβλημα αυτό δεν οφειλόταν στον εξοπλισμό τους, αλλά στην ίδια την πραγματικότητα. Το κβαντικό όριο της πραγματικότητας, το μήκος Planck, συμβαίνει σε πολύ μικρότερη κλίμακα μήκους από ότι το σήμα τους – αλλά σύμφωνα με τον φυσικό Hogan, πρόκειται για ένα πραγματικό απόλυτο όριο του πιο ελάχιστου μήκους που μπορούμε να φτάσουμε, επειδή όλοι είμαστε ολογράμματα, όπως πιστεύει.

Η ιδέα του είναι ότι όλες οι χωρικές διαστάσεις μπορεί να αναπαριστάνονται από μία «επιφάνεια» με μία λιγότερη διάσταση, ακριβώς όπως ένα τρισδιάστατο ολόγραμμα μπορεί να φτιαχτεί από πληροφορίες σε δισδιάστατες επιφάνειες. Τούτες οι επιφάνειες στην περίπτωσή μας είναι τα άκρα του παρατηρήσιμου σύμπαντος, όπου οι κβαντικές διακυμάνσεις στην κλίμακα Planck «μεγεθύνονται» στους κυματισμούς που παρατηρήθηκαν από την ομάδα του GEO600. Θα θέλαμε να σας υπενθυμίσουμε ότι αν και μιλάμε για το γεγονός ότι η ομάδα του GEO600 εξετάζει την άκρη της πραγματικότητας, αυτό δεν είναι μια ταινία επιστημονικής φαντασίας.

Τι σημαίνει όμως αυτό για μας; Στην καθημερινή δράση, τίποτα περισσότερο – καμιά θεμελιώδης ολογραφική φύση δεν μας επιτρέπει να κάνουμε κάτι άλλο εκτός από αυτά που ξέρουμε. Είτε η πραγματικότητα είναι όπως την βλέπουμε είτε είναι αναπαράσταση των αλληλεπιδράσεων σε μια επιφάνεια στην άκρη του σύμπαντος.

Από νοητική άποψη, όμως, αυτή η θεωρία θα μας δώσει πολλά και συναρπαστικά ερωτήματα. Και θα ξεκινήσουμε από την αρχή. Τι είναι ο Κόσμος μας;