Реалност или проекция? Физици откриха второто дъно на нашата Вселена

Учените изучават AdS/CFT, за да разкрият истинската природа на реалността.

Класическата илюзия за заек и патица, при която едно изображение може да се интерпретира като заек или патица в зависимост от гледната точка, разкрива концепцията за дуализма, при която една и съща система може да бъде описана чрез два противоположни подхода. Във физиката дуализмът означава, че един и същ физически обект може да бъде описан с напълно различни математически формули, като всяка от тях разкрива нови аспекти на системата. Пример за такава дуалност е известната AdS/CFT теория, която се е превърнала в основа на съвременното разбиране за пространство-времето.

AdS/CFT (anti-de Sitter/conformal field theory correspondence), наричана понякога „холографски дуализъм“, свързва плоската двуизмерна вселена с еквивалентен триизмерен „обем“, наподобяващ холограма. Тази теория гласи, че всяка точка от плоскостта съответства на определена точка в пространството, където действа друга физическа реалност – вече с кривина, подобна на гравитационните ефекти в нашия свят. Това противоречиво откритие повдига въпросите: дали и нашата Вселена е „двойна“? Възможно ли е да съществуват алтернативни нейни описания?

Отличителна черта на AdS/CFT е, че уравненията, описващи различните страни на дуализма, са коренно различни. В едната версия Вселената е представена само от частици, подчиняващи се на квантовата теория на полето (CFT). В другата тя има пространствено-времева структура, в която важат законите на гравитацията. Въпреки това изчисленията от едната страна винаги могат да бъдат прехвърлени към другата, сякаш системата има две версии на реалността.

Физиците използват това съответствие, за да решават проблеми, които иначе биха били невъзможни за решаване. Така например сблъсъкът на атомните ядра е изключително трудно явление за стандартните квантови методи. Но с помощта на холографския дуализъм той може да бъде описан в термините на изкривеното пространство-време, а след това резултатът да се прехвърли в стандартната квантова интерпретация. Този подход оказа силно влияние върху теоретичната физика и доведе до нови прозрения за поведението на ядрените частици.

Много учени смятат, че AdS/CFT може да бъде ключът към разгадаването на квантовата гравитация – една от най-големите загадки на съвременната физика. Квантовата гравитация в AdS-пространството би могла да обясни поведението на черните дупки и дори структурата на нашето пространство-време, ако може да бъде преведена на „плоския“ език на CFT. Засега обаче този подход, макар и да предлага нови интерпретации, не решава всички въпроси, тъй като съществува проблем с последователността на теориите при наличие на гравитация.

Някои изследователи дори предполагат, че нашето възприятие на пространство-времето може да е илюзорно. На практика именно квантовите частици на границата на пространството може да са истинската същност на битието, а пространство-времето всъщност е тяхната „проекция“ или „холограма“.

Дуализмите като AdS/CFT са уникални, но изследователи като Даниел Ранар и неговите колеги проучват дали са възможни други подходи за системи, които описват няколко различни реалности. Те откриват, че дуалистичните описания са много редки в квантовата физика: системите, които могат да бъдат разбити и описани локално, са изключение. Това показва, че познатите ни закони на физиката, каквито ги познаваме, не са случайни, а са математическа и физическа „рядкост“.

AdS/CFT дава нови прозрения за структурата на света и повдига фундаментални въпроси за природата на реалността. Този подход представлява значителна стъпка в търсенето на теория, способна да обедини законите на квантовата механика и гравитацията.