• Ідею про те, що всі ми живемо гігантської голограми, що генерується квантовим комп'ютером Всесвіту, ніяк не назвеш загальноприйнятою. Але не підлягає сумніву і інший факт: ця странноватая, здавалося б, гіпотеза з роками стає все більше і більше прихильників серед серйозних фізиків-теоретиків. Тепер же з'являються дослідницькі роботи, які переводять теорію в область реальних експериментів
    Півтора відкриття
    Коли в архіві наукових препринтів arXiv.org практично одночасно публікуються ніяк не пов'язані один з одним статті, підготовлені різними дослідниками, але присвячені одній і тій же в сутності темі, - зазвичай це ознака того, що тема, щонайменше досить актуальна. Якщо ж авторами робіт при цьому є досить помітні в науці люди, то на суть досліджуваного предмета, швидше за все, має сенс звернути увагу не тільки вченим-фізикам - навіть якщо цей предмет виглядає досить екзотично.
    протягом одного тижня лютого 2012 року свої нові публікації виклали в Інтернет Крейг Хоган (Craig Hogan), директор Центру астрофізики частинок в Fermilab і професор університету Чикаго (7-го числа), і Френк Вілчек (Frank Wilczek) - лауреат Нобелівської премії з фізики за 2004 рік і професор Массачусетського технологічного інституту (12 лютого).
    Правда, статтю Хогана, присвячену його дітища - значних розмірів експериментальної установки під назвою «Холометр» навряд чи можна назвати абсолютно нової. Перша версія цієї роботи з'явилася ще два роки тому, а нині побачила світло - ні багато ні мало - вже 27-я версія статті. У якомусь сенсі історію версій цієї публікації можна вважати відображенням того нелегкого шляху, що довелося пройти вченому при створення даного приладу - іноді жартома назвав колегами «Хоганметром» і нині вже майже готового до запуску в роботу. Метою ж дослідів є безпосередня експериментальна перевірка гіпотези про те, що навколишній світ людини за своєю хвильову природу являє собою щось на зразок оптичної голограми.
    Стаття нобелівського лауреата Френка Вилчека, з іншого боку, є абсолютно новаторською і присвячена відкритого їм у квантової теорії об'єкту, що отримав назву Time Crystal («кристал у часі» або «временнóй кристал»). Формулюючи більш акуратно, одночасно Вилчеком опубліковані дві взаємодоповнюючі статті. Одна - у співавторстві з Альфредом Шапире, присвячена математичного виявлення кристалоподібний структур (або еквівалентної формулюванні, порушення симетрії переносу) у часі класичної фізики. А ось друга робота - особливо цікава в даному випадку - присвячена самоорганізації кристалів у часі квантової фізики і відкриває, схоже, масу цікавих речей про будову Всесвіту як квантового комп'ютера.
    Строго кажучи, хоча в новій статті Френка Вилчека досить виразно обговорюються можливі практичні додатки їх відкриття в області експериментів з квантовими комп'ютерами, там немає ні слова про «Всесвіту як голограмі». Однак можна нагадати, що сама концепція квантового компьютінга у свій час була задумана як реалізація обчислювача для моделювання процесів квантової фізики. Або, інакше, для моделювання реальності на фундаментальному мікроскопічному рівні природи. Ну а щоб стало зрозуміло, наскільки тісно ці речі пов'язані з голографії, можна коротко нагадати історію питання.
    Голографічний принцип
    Одна з найважливіших невирішених проблем (можна навіть сказати, найголовніша проблема) у фізичної науки XX, а тепер і XXI століття - це принципова неможливість красиво і узгоджено об'єднати дві найуспішніші теорії: квантову фізику для опису частинок мікросвіту й загальну теорію відносності для макросвіту в космічних масштабах (де гравітація трактується в термінах викривлення простору-часу масою і енергією об'єктів).
    У загальнодоступних терміни і поняття суть цієї концепції нестиковки популярно пояснюють приблизно так. Квантова фізика і ефекти гравітації починають чинити на один і той же об ’ єкт порівнянне з силі вплив лише на надзвичайно малих масштабах, іменованих планковскими (одиниця планковской довжини - порядку 10-35 метра, планківського часу - близько 10-44 секунди, ці одиниці виводяться з трьох головних констант фізики - постійній Планка для мінімального кванта енергії, ньютонівської константи гравітаційної взаємодії і эйнштейновой константи швидкості світла). Але якщо спиратися на наявні фізичні теорії, то з матерією і простором-часом на планковских масштабах відбуваються зовсім незбагненні речі.
    З одного боку, матерія, укладена у обсяг простору з величиною лінійних розмірів менше, ніж планковская довжина, виявляється лежить всередині так званого шварцшильдовского радіусу для її маси, розрахованої на основі квантової фізики, тобто в зоні, звідки її в принципі неможливо побачити. Інакше кажучи, в просторі-часу утворюється мікроскопічна сингулярної типу чорної діри. З іншого ж боку, згідно з іншим розрахунками, мікроскопічна чорна діра з розмірами менше, ніж планковская довжина, ніяк не може мати енергії, достатньою для породження єдиного кванта на своїй шварцшильдовской частоті.
    Для умопостижимого дозволу цих і подібних їм логічних суперечностей вже багато десятиліть у фізиці намагаються створити різні варіанти квантової теорії гравітації. Загалом зрозуміло, що на масштабах рівня планковских структура простору-часу повинна володіти якими-то істотно іншими фізичними властивостями. Однак у чому саме полягає ця «інакшість» - думки у теоретиків є найрізноманітніші.
    Одну з найбільш оригінальних, можливо, ідей з цього приводу висунув відомий голландський теоретик Герард 'т Хоофт (Gerardus (Gerard) 't Hooft), лауреат Нобелівської премії з фізики за 1999 рік. На початку 1990-х років, при виборі нового напрямку досліджень, 'т Хоофт особливо зацікавився відомої роботою Стівена Хокінга по випромінюванню або «випаровуванню» чорних дір. Згідно з розрахунками британського фізика, чорних дірок (як і часток) було властиво не тільки поглинання, але і випромінювання енергії. Це відкриття породжувало найцікавіші питання. Чи є чорні діри елементарними частинками? І навпаки, чи є елементарні частинки чорними дірами?
    Вже відомі фізикам властивості чорних дір, здавалося б, змушують відносити їх до об'єктів,