الهولوغرام هو أحد الأشياء "المسطحة" الأكثر إثارة للاهتمام التي ابتكرها الإنسان. ترميز معلومات كاملة حول صورة ثلاثية الأبعاد على مستوى ثنائي الأبعاد ، تغير الصور المجسمة مظهرها مع تغيير المنظور. تقول العديد من الإضافات لفهمنا للكون أن مفهوم الأبعاد الثلاثة لعالمنا موجود فقط لأنه لا يمكننا إدراك أكثر من ثلاثة ؛ في الواقع ، قد يكون هناك المزيد. علاوة على ذلك ، هناك احتمالية مغرية أن نكون جميعًا إسقاطًا مجسمًا للكون بعدد كبير من الأبعاد ، يتم ملاحظته من منظور معين. يريد القارئ معرفة المزيد عن هذا الموضوع ويسأل:
يبدو أن الكون المجسم يقدم تفسيرات للعديد من القضايا. إذا افترضنا أن وجهة النظر هذه صحيحة ، فما العلاقة بين سطح ثنائي الأبعاد وتمثيل ثلاثي الأبعاد؟ هل مثال على صورة ثلاثية الأبعاد عادية مناسبة للتفكير في هذا الموضوع؟
التقينا صور ثلاثية الأبعاد ، لكن معظم الناس لا يعرفون كيف يتحولون. إن العلم الذي يقف وراءهم مدهش بالفعل.
التصوير الفوتوغرافي هو شيء بسيط: تحتاج إلى أخذ الضوء المنبعث أو المنعكس من الكائن ، وتركيزه من خلال العدسة والتقاطه على سطح مستو. هذه هي الطريقة التي لا يعمل بها التصوير الفوتوغرافي فحسب ، بل أيضًا عينيك في أي وقت معين: عدسة في عينك تركز الضوء ، وتلتصق بالأقماع على ظهرها وتسجيلها ، وإرسالها إلى الدماغ الذي يعالج الضوء وينتج صورة.
ولكن باستخدام مستحلب خاص وضوء متماسك (على سبيل المثال ، ليزر) ، يمكنك إنشاء خريطة لمجال الضوء بأكمله للجسم ، وهو صورة ثلاثية الأبعاد. يمكنك تسجيل جميع التغييرات بدقة في الكثافة والملمس والشفافية والمزيد. إذا قمت بتمييز هذه الخريطة المسطحة ثنائية الأبعاد بشكل صحيح ، فسوف تعرض المجموعة الكاملة من المعلومات ثلاثية الأبعاد التي يمكن الحصول عليها من وجهة نظرك ، ولكن من المدهش أنها يمكن أن تفعل ذلك في أي وجهة نظر. بعد طباعته على فيلم معدني ، تحصل على صورة ثلاثية الأبعاد عادية.
في الكون الذي نراه ، هناك ثلاثة أبعاد مكانية متاحة لنا. ولكن ماذا لو كان هناك المزيد؟ هل يمكن لكوننا ثلاثي الأبعاد أن يحتوي على معلومات مشفرة عن الواقع بأربعة أبعاد أو أكثر بالطريقة التي يرمز فيها الهولوغرام العادي ، وهو سطح ثنائي الأبعاد ، إلى مجموعة كاملة من المعلومات حول الكون ثلاثي الأبعاد؟ اتضح أنه ربما - ومن هذا تنشأ بعض الإمكانيات المضحكة للغاية ، ولكن لديهم أيضًا قيود مهمة على الفهم.
جاءت فكرة أن الكون يمكن أن يتحول إلى صورة ثلاثية الأبعاد من نظرية الأوتار. نشأت نظرية الأوتار من الافتراض - نموذج الأوتار - الذي يفسر التفاعلات القوية التي تحدث داخل البروتونات والنيوترونات والباريونات الأخرى (والميسون) التي لها هيكل مركب. صحيح أنها أصدرت مجموعة كاملة من التنبؤات التي لا معنى لها والتي لا تتوافق مع التجارب ، على سبيل المثال ، حول وجود جسيم مع دوران يساوي اثنين. لكن الناس رأوا أنه إذا قمت بسحب الطاقة بقوة ، إلى مقياس بلانك ، فإن منصة الأوتار يمكن أن تجمع بين جميع التفاعلات الأساسية المعروفة مع الجاذبية - وهكذا ولدت نظرية الأوتار. لكن خصوصية (أو عيب ، كيف تبدو) هذه المحاولة لتحقيق "الكأس المقدسة" للفيزياء هي أنها بحاجة إلى العمل في أبعاد إضافية. لذا فقد طُرح السؤال - كيف نحصل على كوننا ، بثلاثة أبعاد مكانية ، من نظرية ذات عدد كبير منها؟ وأي من نظريات الأوتار ، لأنه يمكن أن يكون هناك الكثير ، أليس كذلك؟
ربما هذه الإصدارات المتنوعة من نماذج نظرية الأوتار هي في الواقع أجزاء مختلفة من نظرية أساسية واحدة ، ينظر إليها من منظور مختلف. في الرياضيات ، يطلق على نظامين متكافئين نظامين مزدوجين ، ويقترح أحد الاكتشافات غير المتوقعة المتعلقة بالصورة المجسمة أن نظامين مزدوجين في بعض الأحيان لهما عدد مختلف من الأبعاد. كان الفيزيائيون سعداء جدًا بهذا الاكتشاف ، منذ عام 1997 اقترح الفيزيائي خوان مولداسينا "
مراسلات AdS
/ CFT " ، والتي اقترحت أن كوننا بثلاثة أبعاد (والوقت) ، مع نظريات المجال الكمي التي تصف الجسيمات الأولية وتفاعلاتها ، هي ثنائية إلى الزمكان مع وجود عدد كبير من الأبعاد (
مساحة مكافحة دي سيتر ) تلعب دورًا في نظرية الكم للجاذبية.
حتى الآن ، ترتبط جميع الثنائيات التي اكتشفناها بخصائص المساحة ذات الأبعاد الأعلى وحدودها بعدد أقل من الأبعاد: انخفاض في القياسات بمقدار واحد. ليس من الواضح حتى الآن ما إذا كان بإمكاننا الانتقال من نظرية الأوتار 10-الأبعاد إلى الكون ثلاثي الأبعاد بحيث تكون ثنائية مع بعضها البعض. ترمز الهولوغرام ثنائي الأبعاد الذي نقوم بإنشائه إلى معلومات ثلاثية الأبعاد فقط. لا يمكننا ترميز معلومات رباعية الأبعاد على صورة ثلاثية الأبعاد ثنائية الأبعاد ، أو كون ثلاثي الأبعاد في بُعد واحد.
ميزة أخرى مثيرة للاهتمام من ازدواجية مسافتين بأبعاد مختلفة هي معلومات أقل على سطح بأبعاد أقل من حجم المساحة بأكملها التي يحدها السطح. لذلك ، إذا كان بإمكانك قياس أي شيء يحدث على السطح ، يمكنك معرفة ما يحدث داخل الحجم. قد يكون ما يحدث في جزء من المجلد مرتبطًا بما يحدث في مكان آخر ، ولا يحدث بشكل مستقل. قد يبدو الأمر غريبًا ، ولكن هنا يجدر تذكر التشابك الكمي ، وكيف يخبرك قياس خصائص أحد الأعضاء في نظام متشابك على الفور بمعلومات عن آخر. من الممكن أن يكون الهولوغرام مرتبطًا بميزة الطبيعة هذه.
الازدواجية هي حقيقة رياضية وإمكانية مادية مثيرة. هل سيؤدي إلى فهم أعمق لكوننا؟ هذا ممكن ، لكن حتى الآن لا نعرف بالضبط إلى أي مدى تمتد عواقبه ، وما إذا كان سيفتح لنا الانتقال من نظرية المقياس إلى مثل هذه الجاذبية الكمية المطلوبة. لكن هناك أمل. إذا كان الكون يتحول بالفعل إلى صورة ثلاثية الأبعاد ، فسيكون لذلك عواقب مثل هذه!