Hologramme gehören vielleicht zu den interessantesten "flachen" Objekten, die Menschen erstellen können. Als vollständig dreidimensionaler Satz von Informationen, die auf einer zweidimensionalen Oberfläche codiert sind, können Hologramme je nach Ihrer Sichtweise ihr Erscheinungsbild ändern. Und obwohl Wissenschaftler behaupten, dass wir nur drei räumliche Dimensionen wahrnehmen können, kann es tatsächlich noch viel mehr geben.
Daher besteht die faszinierende Möglichkeit, dass wir in gewissem Sinne eine holographische Projektion eines mehrdimensionalen Universums sind.
Ein holographisches Universum könnte viel erklären. Unter der Annahme, dass der holographische Standpunkt korrekt ist, wie wäre dann die Beziehung zwischen einer zweidimensionalen Oberfläche und einer dreidimensionalen Manifestation? Wie nützlich ist ein Hologramm im Allgemeinen für das Verständnis des Universums?
Wir haben alle Hologramme gesehen, aber die meisten Leute wissen nicht, wie sie tatsächlich funktionieren. Ihre wissenschaftliche Seite ist faszinierend. Das Fotografieren ist einfach: Sie nehmen das von einem Objekt emittierte oder reflektierte Licht auf, fokussieren es in einem Objektiv und zeichnen es auf einer ebenen Fläche auf. Es funktioniert nicht nur die Fotografie: Ihr Auge funktioniert genauso. Die Linse Ihres Augapfels fokussiert das Licht, und die Stäbchen und Zapfen auf der Rückseite Ihres Auges zeichnen es auf und senden Signale an Ihr Gehirn, das es in ein Bild umwandelt.
Mit einer speziellen Emulsion und kohärentem (d. H. Laser-) Licht können Sie jedoch eine Karte des gesamten Lichtfelds eines Objekts, d. H. Eines Hologramms, erstellen. Variationen in Dichte, Textur, Transparenz und mehr können genau aufgezeichnet werden. Bei richtiger Beleuchtung zeigt diese flache 2D-Karte einen vollständigen Satz von 3D-Informationen an, die sich mit Ihrer Perspektive ändern. Interessanterweise gilt dies für jede mögliche Perspektive, aus der Sie sie betrachten können. Drucken Sie es auf Metallfolie und Sie haben ein einfaches, traditionelles Hologramm.
Unser Universum, wie wir es wahrnehmen, verfügt über drei räumliche Dimensionen. Aber was ist, wenn es noch viel mehr gibt? So wie ein gewöhnliches Hologramm eine zweidimensionale Oberfläche ist, die einen vollständigen Satz von Informationen über unser dreidimensionales Universum codiert, kann unser dreidimensionales Universum Informationen über eine grundlegend vier- oder mehrdimensionale Realität codieren, in der wir gefangen sind? Im Prinzip ist dies möglich, und daraus ergeben sich eine Reihe von unterhaltsamen Möglichkeiten. Diese Möglichkeiten haben zwar auch ihre Grenzen, die zu verstehen sind.
Die Idee, dass unser Universum ein Hologramm sein könnte, kam aus dem Konzept der Stringtheorie. Die Stringtheorie ging aus der Annahme hervor - dem String-Modell -, das die starken Wechselwirkungen erklären würde, dass Protonen, Neutronen und andere Baryonen (und Mesonen) eine zusammengesetzte Struktur haben. Sie machte eine Reihe bedeutungsloser Vorhersagen, die nicht zu den Experimenten passten, einschließlich der Existenz eines Spin-2-Teilchens, aber die Leute erkannten, dass das String-Modell bekannte fundamentale Kräfte mit der Schwerkraft kombinieren könnte, wenn die Energieskala in Richtung der Planck-Skala verschoben würde. So wurde die Stringtheorie geboren. Das Plus oder Minus (je nachdem, auf welche Seite Sie schauen) dieses Modells ist, dass es mehr Messungen erfordert. Die nächste ernste Frage war, wie wir unser Universum mit drei räumlichen Dimensionen aus der Theorie extrahieren können.in denen es viel mehr dieser Dimensionen gibt. Und welche der Stringtheorien (und es gibt sehr viele) wird die richtigste sein?
Vielleicht sind die vielen verschiedenen Modelle und Szenarien der Stringtheorie nur verschiedene Aspekte derselben fundamentalen Theorie aus verschiedenen Blickwinkeln. In der Mathematik werden zwei einander äquivalente Systeme als "Dual" (Duals) bezeichnet, und eine unerwartete Entdeckung weist auf das Hologramm hin - im dualen System hat jede Seite eine unterschiedliche Anzahl von Dimensionen. 1997 schlug der Physiker Juan Maldacena vor, dass unser dreidimensionales Universum (plus Zeit) mit seinen Quantenfeldtheorien, die Elementarteilchen und Wechselwirkungen beschreiben, mit einer mehrdimensionalen Raumzeit (Anti-De-Sitter-Raum) dual ist, was Auswirkungen auf Quantentheorien der Schwerkraft hat …
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Bisher verbinden die einzigen Dualitäten, die wir gefunden haben, die Eigenschaften des mehrdimensionalen Raums mit seiner eindimensionalen unteren Grenze: Verringerung der Dimensionen um eins. Es ist noch nicht klar, ob wir aus der zehndimensionalen Stringtheorie ein dreidimensionales Universum wie das unsere ableiten können, so dass sie dual sind. Wir können zweidimensionale Hologramme erstellen, indem wir nur dreidimensionale Informationen codieren. Wir können vierdimensionale Informationen nicht in einem dreidimensionalen Hologramm codieren. Wir können unser dreidimensionales Universum nicht eindimensional codieren.
Ein weiterer interessanter Grund dafür, dass zwei Räume mit unterschiedlichen Dimensionen dual sind, ist der folgende: Auf der Oberfläche einer niedrigdimensionalen Grenze sind weniger Informationen verfügbar als innerhalb des Volumens des gesamten Raums, das diese Grenze enthält. Also, wenn Sie sich ändern.
