Hologram adalah salah satu objek "flat" paling menarik yang dibuat oleh manusia. Pengkodean informasi lengkap tentang gambar tiga dimensi pada bidang dua dimensi, hologram mengubah penampilan mereka dengan perubahan perspektif. Banyak tambahan pada pemahaman kita tentang Semesta mengatakan bahwa konsep tiga dimensi dunia kita hanya ada karena kita tidak dapat melihat lebih dari tiga; bahkan mungkin ada lebih banyak. Terlebih lagi, ada kemungkinan menggoda bahwa kita semua adalah proyeksi holografik alam semesta dengan sejumlah besar dimensi, diamati dari perspektif tertentu. Pembaca ingin tahu lebih banyak tentang topik ini dan bertanya:
Alam semesta holografik tampaknya memberikan penjelasan untuk banyak masalah. Dengan asumsi bahwa pandangan ini benar, apa hubungan antara permukaan dua dimensi dan representasi tiga dimensi? Apakah contoh hologram biasa cocok untuk refleksi tentang hal ini?
Kami bertemu hologram, tetapi kebanyakan orang tidak tahu bagaimana hasilnya. Ilmu di belakang mereka sebenarnya luar biasa.
Fotografi adalah hal yang sederhana: Anda perlu mengambil cahaya yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek, memfokuskannya melalui lensa dan menangkapnya pada permukaan yang datar. Beginilah cara fotografi tidak hanya berfungsi, tetapi juga mata Anda pada waktu tertentu: lensa di mata Anda memfokuskan cahaya, dan menempel dengan kerucut di punggungnya merekamnya, mengirimkannya ke otak yang memproses cahaya dan menghasilkan gambar.
Tetapi dengan menggunakan emulsi khusus dan cahaya yang koheren (misalnya, laser), Anda dapat membuat peta seluruh bidang cahaya objek, yang merupakan hologram. Anda dapat secara akurat merekam semua perubahan dalam kepadatan, tekstur, transparansi, dan lainnya. Jika Anda menyorot dengan benar peta dua dimensi yang datar ini, itu akan menunjukkan set lengkap informasi tiga dimensi yang dapat diperoleh dari sudut pandang Anda, tetapi mengejutkan bahwa hal itu dapat melakukan ini untuk sudut pandang apa pun. Setelah mencetaknya pada film logam, Anda mendapatkan hologram biasa.
Di alam semesta yang kita rasakan, ada tiga dimensi spasial yang tersedia bagi kita. Tetapi bagaimana jika ada lebih banyak? Bisakah alam semesta tiga dimensi kita mengandung informasi yang dikodekan tentang realitas dengan empat atau lebih dimensi dengan cara hologram biasa, permukaan dua dimensi, mengkodekan sekumpulan informasi lengkap tentang alam semesta tiga dimensi? Ternyata mungkin - dan dari sini beberapa kemungkinan yang sangat lucu muncul, tetapi mereka juga memiliki keterbatasan penting untuk memahami.
Gagasan bahwa alam semesta kita bisa berubah menjadi hologram datang dari teori string. Dan teori string muncul dari asumsi - model string - yang menjelaskan interaksi kuat yang terjadi di dalam proton, neutron, dan baryon lainnya (dan meson) yang memiliki struktur komposit. Benar, ia mengeluarkan sejumlah prediksi tak berarti yang tidak sesuai dengan eksperimen, misalnya, tentang keberadaan partikel dengan putaran sama dengan dua. Tetapi orang-orang melihat bahwa jika Anda menarik energi dengan sangat kuat, ke skala Planck, maka platform string dapat menggabungkan semua interaksi fundamental yang diketahui bersama dengan gravitasi - dan dengan demikian teori string lahir. Tetapi kekhasan (atau kerugian, bagaimana melihat) dari upaya untuk mencapai "Cawan Suci" fisika ini adalah bahwa ia mutlak perlu bekerja dalam dimensi tambahan. Jadi timbul pertanyaan - bagaimana cara mendapatkan Alam Semesta kita, dengan tiga dimensi spasial, dari sebuah teori dengan jumlah besar? Dan teori string mana, karena bisa ada banyak, kan?
Mungkin versi model teori string yang beragam ini sebenarnya merupakan bagian yang berbeda dari satu teori fundamental, dilihat dari perspektif yang berbeda. Dalam matematika, dua sistem yang setara disebut sistem ganda, dan salah satu penemuan tak terduga yang terkait dengan hologram menunjukkan bahwa kadang-kadang dua sistem ganda memiliki jumlah dimensi yang berbeda. Fisikawan sangat senang dengan penemuan ini, sejak tahun 1997 fisikawan Juan Muldacena mengusulkan "
korespondensi AdS / CFT ", yang menyarankan bahwa Alam Semesta kita dengan tiga dimensi (dan waktu), dengan teori medan kuantum yang menguraikan partikel elementer dan interaksinya, adalah dua kali lipat dari ruang-waktu dengan sejumlah besar dimensi (ruang
anti-de Sitter ) yang berperan dalam teori gravitasi quantum.
Sejauh ini, semua dualitas yang kami temukan berkorelasi dengan sifat-sifat ruang dimensi yang lebih tinggi dan batas-batasnya dengan jumlah dimensi yang lebih kecil: penurunan pengukuran satu per satu. Belum jelas apakah kita bisa beralih dari teori string 10-dimensi ke alam semesta 3-dimensi sehingga keduanya saling dobel. Hologram dua dimensi yang kami buat hanya mengkodekan informasi tiga dimensi. Kita tidak dapat menyandikan informasi empat dimensi pada hologram dua dimensi, atau alam semesta tiga dimensi dalam satu dimensi.
Ciri menarik lain dari dualitas dua ruang dengan dimensi berbeda adalah informasi yang lebih sedikit pada permukaan dengan dimensi lebih sedikit daripada volume seluruh ruang yang dibatasi oleh permukaan. Karena itu, jika Anda dapat mengukur apa pun yang terjadi di permukaan, Anda dapat mengetahui apa yang terjadi di dalam volume. Apa yang terjadi di satu bagian volume mungkin terkait dengan apa yang terjadi di tempat lain, dan tidak terjadi secara mandiri. Ini mungkin tampak aneh, tetapi di sini ada baiknya mengingat keterikatan kuantum, dan bagaimana pengukuran properti dari satu anggota sistem yang terjerat secara instan memberi tahu Anda informasi tentang yang lain. Mungkin saja hologram dikaitkan dengan fitur alam ini.
Dualitas adalah fakta matematika dan kemungkinan fisik yang menarik. Apakah ini akan mengarah pada pemahaman yang lebih dalam tentang alam semesta kita? Itu mungkin, tetapi sejauh ini kita tidak tahu persis seberapa jauh konsekuensinya meluas, dan apakah itu akan membuka bagi kita transisi dari teori ukuran ke gravitasi kuantum yang sangat didambakan. Tapi ada harapan. Jika alam semesta benar-benar berubah menjadi hologram, maka ini hanya akan memiliki konsekuensi seperti itu!