Нові дані підтверджують, що припущення відомого фізика про будову космосу можуть виявитися правдою. Проте все не так просто.
Голографічний Всесвіт
Центральною ідеєю теорії чорних дір Стівена Гокінга є той факт, що чорні діри можуть тільки зростати. Спостереження, проведені за допомогою гравітаційно-хвильової обсерваторії LIGO, підтвердили цю теорію. Можливо, майбутні дослідження покажуть, що наш Всесвіт є голограмою.
З кінця XX століття існує теорія, яка стверджує, що основу звичної реальності простору і часу може складати голограма. Вчені все ще не дійшли спільної думки щодо форми цієї голограми, але сама ідея змінила теоретичну фізику.
Протягом десятиліть фізики значно намагалися об’єднати загальну теорію відносності Альберта Ейнштейна та квантову теорію, і голографічна модель може це здійснити. Вона демонструє, що гравітація і квантова фізика не обов’язково мають бути окремими, а можуть бути взаємопов’язаними описами однієї фізичної реальності.
Можливо, весь наш Всесвіт, що розширюється, є голограмою, як вважав Гокінг. У звичних голограмах третій вимір простору виникає зі світла, проєкційованого на поверхню. У випадку з космосом голографічне кодування може відбуватися у вимірі часу, а еволюція Всесвіту — бути голографічною проекцією.
Гокінг вважав, що час може виникати з голографічної проекції, яка складається з незліченних заплутаних квантових бітів. Це означає, що до Великого вибуху нічого не існувало.
Чорні діри — це голограми?
Стівен Гокінг з’ясував, що чорні діри не є пустими ямами, як це передбачає загальна теорія відносності. Вони містять величезну кількість інформації про свою історію та об’єкти, що потрапили в них. Гокінг припустив, що чорні діри — це надзвичайно ефективні жорсткі диски у Всесвіті.
Він також вивів математичну формулу для кількості інформації, або ентропії, що містить кожна чорна діра. Ця формула вказує на те, що ентропія чорних дір зростає відповідно до площі їхнього горизонту подій, а не внутрішнього об’єму.
Для обчислення інформаційного вмісту чорної діри Гокінг пропонував покривати площу горизонту подій сіткою з крихітних осередків, що мають розмір у один квант. При цьому кожен з цих квантів несе один біт інформації. Сукупність усіх бітів міститиме всю необхідну інформацію про чорну діру.
Ентропія є мірою ступеня хаосу у фізичній системі: висока ентропія свідчить про невпорядкованість, а низька — про впорядкованість. Коли відбувається зіткнення двох чорних дір, їхні маси об’єднуються, збільшуючи площу поверхні горизонту подій, незважаючи на втрату енергії у вигляді гравітаційних хвиль.
Нові спостереження за космосом
Теорія Гокінга стверджує, що загальна площа горизонту подій чорних дір, які злилися, повинна бути меншою за площу нової чорної діри, що утворилася. Минулого року вчені за допомогою обсерваторії LIGO виявили потужну гравітаційну хвилю, вироблену під час злиття двох чорних дір, що підтвердило цю теорію.
Злиття сталося на відстані приблизно 1,3 мільярда світлових років від Землі, під час якого чорні діри мали масу у 30-40 разів більшу за масу Сонця. Після злиття утворилася ще більша чорна діра, площа горизонту подій якої перевищила суму горизонтів обох вихідних чорних дір.
Проте навіть ці потужні гравітаційні хвилі не дають нам відповіді на питання щодо мікроструктури, у якій чорні діри можуть зберігати інформацію. Чи дійсно кубіти обмежені горизонтом подій, як вважає формула Гокінга, і чи проєктують вони все, що знаходиться всередині? На ці запитання поки що немає відповідей, але майбутні спостереження за чорними дірами можуть пролити світло на можливість існування голографічного Всесвіту.
