Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Brian Koberlein auf G+ , und es wird hier mit Genehmigung des Autors erneut veröffentlicht.
Es geht ein Webbeitrag von der Nature-Website mit dem Titel „Simulationen untermauern die Theorie, dass das Universum ein Hologramm ist.“ Es ist ein interessantes Konzept, aber es genügt zu sagen, dass das Universum kein Hologramm ist, schon gar nicht so, wie die Leute von Hologrammen denken. Was ist also dieses „holografische Universum“?
Das hat alles mit Stringtheorie zu tun. Obwohl es derzeit keine experimentellen Beweise für die Stringtheorie gibt, und einige Beweise, die dagegen sprechen , erregt es aufgrund seines wahrgenommenen theoretischen Potenzials immer noch viel Aufmerksamkeit. Eine der theoretischen Herausforderungen der Stringtheorie besteht darin, dass sie all diese höheren Dimensionen erfordert, was die Arbeit mit ihr erschwert.
1993 schlug Gerard t’Hooft vor, was heute als bekannt ist holographisches Prinzip , die argumentierte, dass die in einer Raumregion enthaltenen Informationen durch die Informationen an der sie enthaltenden Oberfläche bestimmt werden können. Mathematisch lässt sich der Raum als Hologramm der Oberfläche darstellen, die ihn enthält.
Diese Idee ist nicht so wild, wie sie klingt. Angenommen, es gibt eine 10 Meilen lange Straße, die von einer Start- und einer Ziellinie „eingeschlossen“ wird. Angenommen, die Höchstgeschwindigkeit auf dieser Straße beträgt 60 Meilen pro Stunde, und ich möchte feststellen, ob ein Auto zu schnell gefahren ist. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, ein Auto über die gesamte Länge der Straße zu beobachten und die ganze Zeit seine Geschwindigkeit zu messen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einfach zu messen, wann ein Auto die Start- und Ziellinie überquert. Bei einer Geschwindigkeit von 60 Meilen pro Stunde fährt ein Auto eine Meile pro Minute. Wenn die Zeit zwischen Start und Ziel also weniger als 10 Minuten beträgt, weiß ich, dass das Auto zu schnell war.
Eine Visualisierung von Strings. Bildnachweis: R. Dijkgraaf.
Das holographische Prinzip wendet diese Idee auf die Stringtheorie an. Genauso wie es viel einfacher ist, die Start- und Zielzeiten zu messen, als ständig die Geschwindigkeit des Autos zu messen, ist es viel einfacher, Physik auf dem Oberflächenhologramm durchzuführen, als Physik im gesamten Volumen. Die Idee ging wirklich auf, als Juan Martín Maldacena die so genannte AdS/CFT-Korrespondenz ableitete (eine arxiv-Version seines Papiers ist Hier ), das das holographische Prinzip nutzt, um die Strings der Stringtheorie der Teilchenphysik mit der Geometrie der Allgemeinen Relativitätstheorie zu verbinden.
Obwohl Maldacena ein überzeugendes Argument vorbrachte, war es eine Vermutung, kein formeller Beweis. Es wurde also viel theoretische Arbeit geleistet, um einen solchen Beweis zu finden. Jetzt sind zwei Papiere erschienen ( Hier und Hier ) zeigt, dass die Vermutung für einen bestimmten theoretischen Fall funktioniert. Natürlich handelte es sich bei der von ihnen untersuchten Situation um ein hypothetisches Universum, nicht um ein Universum wie unseres. Diese neue Arbeit ist also wirklich ein mathematischer Test, der die AdS/CFT-Korrespondenz für eine bestimmte Situation beweist.
Daraus ergibt sich eine Überschrift, die andeutet, dass wir in einem Hologramm leben. Auf Twitter, Ethan Siegel schlug eine vernünftigere Überschrift vor: „Wichtige Idee der Stringtheorie, die auf eine bestimmte Weise mathematisch nicht widersprüchlich ist“.
Das würde natürlich weniger Beachtung finden.
