دکتر حسن بلوری،
برلین، ۲۰۲۳٫۰۹٫۰۹
و ما در یک کیهانِ هولوگرافیک زندگی می‌کنیم؟
Is our universe a hologram?۱
آیا می‌توان کیهان را با داده‌های افقِ گرانشی، یعنی با داده‌های مرزی کیهان توصیف کرد؟
فشرده
آیا کیهان یک هولوگرام است و ما بر یک کیهاِنِ هولوگرافیک زندگی می‌کنیم؟ شاید این پرسش نیز همچون پرسشِ ’آیا کیهان یک سیاه‌چاله است و ما در یک سیاه‌چاله زندگی می‌کنیم؟‘ که در مقاله‌ی۲ بررسی کردیم عجیب به‌نظر آید. اما بنابر اصلِ هولوگرافیک، حاصل از بررسی‌های نظریِ افقِ رویدادِ سیاه‌چاله‌ها۲و۳و۴، چندان هم عجیب نیست. چرا که بسط این اصل به کلِ کیهان معنایی جز آن ندارد که کیهان، هولوگرامی بیش نیست. این اصل هولوگرافیک چیست و چه می‌گوید؟:
“اصلِ هولوگرافیک در نظریه‌های گرانش کوانتومی به انگاره‌ای گفته می‌شود که به هر توصیفی از دینامیکِ یک ناحیه از فضازمان، یک توصیفِ معادل در سطح محصور کنندهی آن ناحیه قائل است.”۵ یعنی، اطلاعات در سطح محصور کنندهی ناحیه‌ی فضازمانی معادل است با اطلاعات در حجم آن. به این ترتیب می‌توان کیهان را در یک بُعد کمتر توصیف کرد. محاسبات دانشگاه فنی وین (اتریش) نشان می‌دهد که چنین چیزی فقط یک ترفند محاسباتی نیست بلکه بیان از ویژگی اساسی فضازمان دارد.۶ در واقع اصل هولوگرافیک در ارتباط با گرانش کوانتومی، کیهان را هولوگرامی غول‌پیکر می‌پندارد، هولوگرامی که هیچ همنمایی با هولوگرام‌‌های اشکالِ ۳بعدی در ۲بعد، برای مثال در سطح اسکناس‌ها، ندارد.
در این مقاله می‌کوشم، نظریه‌ی کیهانِ هولوگرافیک را بر مبنای اصلِ هولوگرافیک حاصل از بررسی‌های نظریِ افقِ رویدادِ سیاه‌چاله‌ها (از جمله: معادل دانستن سطحِ افقِ رویداد با آنتروپی سیاه‌چاله۴) و بسطِ آن به کلِ کیهان را توضیح دهم.
یادآوری
۱. در مقاله‌ی ’مِهبانگ و پیدایش کیهان‘، مفهوم مهبانگ، مهبانگ کجا بود، پیش از مهبانگ چه بود و تاریخ کیهان را توضیح دادیم.
۲. در مقاله‌ی ’کیهان‌شناسی کلاسیک‘، رابطه‌ی هندسه و فیزیک، گرانش کلاسیک و کیهان‌شناسی کلاسیک را شرح دادیم.
۳. در مقاله‌ی ’خلاء و ساختار آن‘، به توضیح خلاء کلاسیک، خلاء کوانتومی و ساختار خلاء کوانتومیِ چهار نیروی پایه‌ای پرداختیم.
۴. در مقاله‌ی ’گرانش کوانتومی‘، مفهوم کوانتوم و نظریه کوانتوم، فضازمان یانگ ـ میلز و گرانش کوانتومی را شرح دادیم.
۵. در مقاله‌ی ’کیهان‌شناسی کوانتومی‘، رویکرد نظری و کوانتومی مرتبط با مهبانگ و تحولات اولیه‌ی کیهان را توضیح دادیم.
۶. در مقاله‌ی ’کیهان کوانتومی‘، منشاء هستی را در راستای کیهان کوانتومی و با آن منشاء و چیستی فضازمان را شرح دادیم.
۷. در مقاله‌ی ’آیا کیهان یک سیاه‌چاله است؟‘۲، مفهوم‌‌های سیاه‌چاله، افقِ رویدادِ سیاه‌چاله، افقِ کیهان‌شناسی، افقِ رویداد کیهانی، رابطه بین افقِ کیهان‌شناسی و جرمِ کیهان، نسبیت عام و شعاع افق رویداد و انتقال به سرخ براثر انبساطِ کیهان را توضیح دادیم.
پیشگفتار
گفته می‌شود که جهان هستی (جهان فیزیکی) از انرژی و ماده بنا شده است. آیا به راستی چنین است؟ یافته‌های جدید علمی نشان می‌دهند که توصیفِ جهان فیزیکی سوای دو مفهوم مهم انرژی و ماده به‌ویژه مستلزم مفهومِ بسیار اساسی‌تر دیگریست به نام اطلاعات (انفورماسیون). چراکه کیهان در اصل از بیش از % ۹۸ (نودوهشت درصد) روابط کوانتومی (quantum relationships) تشکیل شده است. از این‌رو می‌توان نظریه کوانتوم را نظریه انفورماسیون نیز نامید. در واقع نظریه کوانتوم در درجه‌ی نخست نظریه‌ایست در باره‌ی اطلاعات. اطلاعات یا انفورماسیون در سامانه‌های (سیستم‌‌های) فیزیکی و پروسه‌های طبیعی نقش فوق‌العاده تعیین کننده دارد. بنابر تفسیری از نظریه کوانتوم، جهان هستی در اصل از انفورماسیون (اطلاعات) تشکیل شده است، تفسیری که ابتدا از جانب جان ویلر (John Archibald Wheeler) فیزیکدان معروف آمریکایی (۲۰۰۸ـ۱۹۱۱) در نیمه دوم قرن گذشته ارائه شد.
بنابر اصل هولوگرافیک، اطلاعات درسطح ۲بعدیِ یک سیستم فیزیکیِ ۳بعدی معادل اطلاعاتی است که در حجم سیستم مربوطه نهفته است. اما در چه حالت یک چنین تناسبی می‌تواند صحت داشته باشد؟ یعنی، تحت چه شرایطی محتوای اطلاعات یک ناحیه‌ی فضایی با محتوای اطلاعات سطح محصور کننده‌اش معادل شناخته می‌شود؟
گفتیم که “اصل هولوگرافیک در نظریه‌های گرانش کوانتومی به انگاره‌ای گفته می‌شود که به هر توصیفی از دینامیکِ یک ناحیهِ فضازمان، یک توصیف معادلِ در سطحِ محصور کنندهی آن ناحیه قائل است.” ۵ یعنی، اصل هولوگرافیک در پیوند با نظریه‌های گرانش کوانتومی معتبر است. نیروی گرانش، نیرویی است با دامنه تاثیر بسیار وسیع (از نگاه نظری حتا نامحدود). با در نظر گرفتن این مطلب باید گفت:
“محتوای اطلاعات، یعنی تعداد ترتیبات ممکنِ ذرات و میدان‌ها نمی‌تواند فقط یک کمیت محلی باشد.”۵
افزون بر این ما هنوز یک نظریه گرانشِ کوانتومی مطلوب را در اختیار نداریم.
روش هولوگرافی را دنیس گابور (در حقیقت: گابور دنس،Gabor Denes, 1900-1979 )، مخترع و مهندس اهل مجارستان، برنده‌ی جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۷۱، اختراع و در سال ۱۹۴۸ در مقاله‌ای تحت عنوان “یک اصل میکروسکوپی جدید” (A new microscopic princiole) منتشر نمود.۸. اصطلاح هولوگرافی از مفهوم هولوگرام که تصویر اشکال ۳بعدی را روی صفحه ۲بعدیِ به‌طور هم‌ارز منعکس می‌کند گرفته شده است، مانند اشکال ۳بعدی روی سطحِ اسکناس‌ها. هولوگرام‌هایی که از هر زوایه دیدی ۳بعدی به‌نظر می‌رسند. اصل هولوگرافیک در علم فیزیک از جمله از جانب جرارد توفت فیزیکدان هلندی (Gerardus ‘t Hooft, *1946) و لئونارد ساسکیند فیزیکدان آمریکایی (Leonard Susskind, *1940) بسط داده شد.
******
برای مطالعه متن کامل نوشته با فرمت پی دی اف لطفا اینجا کلیک کنید
******
به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید