Ученые начали изучать голографическую Вселенную

Фото: Fermilab

Ученые из Фермилаб в США в рамках проекта Holometer, рассчитанного на поиск голографических флуктуаций пространства, начали собирать первые данные, сообщается на сайте лаборатории. Исследование специалистов позволит проверить ряд концепций об устройстве Вселенной.

Современные физические теории предсказывают существование дополнительных измерений. Согласно таким моделям, четырехмерное пространство-время может быть частью пространства более высокой размерности. Например, лист бумаги кажется плоским, но он имеет конечную толщину и поэтому, в строгом смысле, является трехмерным.

В рамках эксперимента ученые собираются проверить квантовые флуктуации нашего пространства в предположении, что оно существует в пространстве более высокой размерности. Подобно тому, как толщина листа бумаги много меньше его ширины и длины, линейные размеры дополнительного измерения (или нескольких измерений) сравнимы с планковским масштабом длины, который на 25 порядков (в десять триллионов триллионов раз) меньше диаметра атома водорода.

На таких масштабах, как считается, применимы законы квантовой механики, а классическая физика не работает. Квантовую неопределенность в колебаниях пространства как раз и собираются проверить в Фермилабе.

Установка в проекте Holometer включает два интерферометра, которые заключены в стальные трубы длиной около 40 метров и толщиной более 0,15 метров каждая. Оптическая система из лазеров создает луч мощностью около одного киловатта (что эквивалентно излучению от 200 тысяч лазерных указок), который посылается на светоделитель. Анализ интерференционных картин от излучения, идущего после светоделителя, позволит ученым сделать выводы о колебаниях пространства.

Основная трудность эксперимента заключается в устранении влияния фонового излучения, которое при измерениях на малых масштабах длин может существенно исказить результаты наблюдений.

В широком смысле, кроме обнаружения флуктуаций пространства, физики проверят голографический принцип, предложенный в 1993 году нидерландским физиком-теоретиком Герардом ’т Хоофтом, получившим в 1999 году вместе с Мартинусом Велтманом Нобелевскую премию за доказательство перенормируемости теории Янга-Миллса-Хиггса.

Суть его идеи сводится к тому, что информация об объекте может быть получена из анализа его границы (балка). Например, информация о шаре (двумерном в трехмерии) доступна на его границе (двумерной сфере, положение на которой определяется только двумя параметрами: долготой и широтой), а сам шар при этом со стороны внешнего наблюдателя находится в трехмерии.