آیا جهان یک هولوگرام است؟ معمای ۱۰۰سالهای که هنوز پاسخ‌ها را در خود دارد
آیا جهان یک هولوگرام است؟ معمای ۱۰۰سالهای که هنوز پاسخ‌ها را در خود دارد
آن‌ها با طراحی مدل‌های ریاضی بسیار دقیق، به جاهایی از فضا و زمان می‌نگرند که دست آزمایش‌های تجربی به آن نمی‌رسد.
به گزارش gsxr و به نقل از سای‌تک‌دیلی، گفتنی است این پژوهش‌ها می‌کوشند یکی از دشوارترین پرسش‌های فیزیک را پاسخ دهند: آیا جهان ما بازتابی دوبعدی از واقعیتی عمیق‌تر است؟
ماجرای این جست‌وجو از معادله‌ای آغاز شد که «اروین شرودینگر» فیزیک‌دان اتریشی در سال ۱۹۲۵ معرفی کرد. بله، همان دانشمندی که با «گربه در جعبه» شناخته می‌شود! این معادله، که پایه‌گذار مکانیک کوانتومی شد، به دانشمندان امکان می‌دهد رفتار ذرات ریز اتمی را به شکل امواج محاسبه کنند و تحولات آن‌ها را در طول زمان بررسی نمایند.
ابهای کاتیال» (Abhay Katyal)، فیزیک‌دان دانشگاه یوتا می‌گوید: «مکانیک کوانتومی در کنار نظریهٔ نسبیت عام اینشتین، دو ستون اصلی فیزیک مدرن را تشکیل می‌دهد». او می‌افزاید: «اما بیش از نیم‌قرن است که تلاش برای آشتی دادن این دو نظریه ادامه دارد».
گفتنی است مکانیک کوانتومی رفتار ذرات بنیادین را توضیح می‌دهد؛ در حالی که نسبیت عام گرانش و حرکت اجرام بزرگ مثل سیارات و کهکشان‌ها را توصیف می‌کند. هر دو نظریه در حوزهٔ خود موفق بوده‌اند، اما هنگامی که قرار است هم‌زمان به کار روند، ناسازگاری‌های جدی پدید می‌آید.
«اوسکار وارلا» (Oscar Varela)، استاد فیزیک نظری و راهنمای پژوهشی کاتیال، توضیح می‌دهد: «بسیاری از مجهولات فیزیک از دید یکی از این نظریه‌ها قابل توضیح‌اند، اما آن توضیحات از دید نظریهٔ دیگر ناپذیرفتنی‌اند. ما هنوز نمی‌دانیم گرانش کوانتومی دقیقاً چیست».
وارلا، کاتیال و پژوهشگری به نام «ریتابراتا باتاچاریا» در مقاله‌ای که در تاریخ ۶ مه ۲۰۲۵ در نشریهٔ معتبر Physical Review Letters منتشر شد، چارچوبی نظری را برای توصیف مفاهیم بنیادی فیزیک در این دو قلمرو متضاد ارائه کرده‌اند. این مقاله که حاصل حمایت مالی بنیاد ملی علوم آمریکا از برنامهٔ فیزیک ذرات بنیادی است، گامی مهم در بررسی اصل هولوگرافیک به شمار می‌رود.
اصل هولوگرافیک می‌گوید تمام اطلاعات یک ناحیهٔ سه‌بعدی فضا را می‌توان روی سطح دوبعدی مرزی آن ذخیره کرد. در نگاه نخست، این گزاره عجیب به نظر می‌رسد، اما پژوهشگران معتقدند که چنین اصلی باید بخشی از هر نظریهٔ معتبر گرانش کوانتومی باشد.
وارلا توضیح می‌دهد: «ما نمی‌توانیم اثرات نظریه‌های گرانش کوانتومی را به‌طور مستقیم آزمایش کنیم، چون فناوری لازم برای شبیه‌سازی انرژی‌های بسیار بالا یا مقیاس‌های بسیار کوچک را در اختیار نداریم. برای فیزیک‌دان نظری، مدل ریاضی دقیق نقش همان دستگاهی را دارد که فیزیک‌دان تجربی در آزمایشگاه استفاده می‌کند».
به بیان دیگر، اگر آزمایش با ذرات ممکن نباشد، باید با ریاضیات سراغ جهان رفت. اینجاست که مدل‌هایی همچون اصل هولوگرافیک اهمیت می‌یابند.
کاتیال نیز تأکید می‌کند: «اصل هولوگرافیک برای ما ابزاری است تا بتوانیم دربارهٔ گرانش کوانتومی پیش‌بینی داشته باشیم. اگر مدل درست طراحی شود، می‌توانیم فرضیه‌ها را در دل ریاضیات آزمون کنیم».
شایان ذکر است که در سالهای اخیر، نظریه‌هایی مانند «هم‌ارزی ADS/CFT» نیز از اصل هولوگرافیک بهره گرفته‌اند تا رفتار سیاه‌چاله‌ها، افق رویداد، و اطلاعات ناپدیدشده را تحلیل کنند. این اصل حتی در بررسی ماهیت زمان، ساختار فضازمان، و آغاز کیهان نقش مهمی داشته است.
در صورتی که پژوهشگران بتوانند پیش‌بینی‌های خود را در قالب مدل‌های محکم و قابل تعمیم توسعه دهند، ممکن است یک گام دیگر به سوی نظریهٔ واحد جهان نزدیک شویم. نظریه‌ای که نه‌تنها ذرات بنیادین را توصیف کند، بلکه بتواند گرانش، فضا، زمان و حتی ماهیت واقعیت را نیز دربر بگیرد.
بر این اساس، تلاش‌هایی مانند پژوهش دانشگاه یوتا، گرچه در ظاهر نظری و انتزاعی‌اند، اما در عمل می‌توانند مسیر علم را برای دهه‌های آینده تعیین کنند؛ مسیری که از دل معادلهٔ ۱۰۰سالهٔ شرودینگر آغاز شده، اما ممکن است تا کشف ماهیت نهایی کیهان ادامه یابد.
