Уникальный эксперимент проводит Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми (США). Он призван приблизиться к ответам на вопросы об устройстве Вселенной, которые находятся на грани человеческого понимания. Например, о том, живем ли мы на самом деле в голограмме. Об этом рассказывает пресс-служба лаборатории.
Как персонажи телешоу не знают, что их мир, кажущийся трехмерным, существует только на двумерном экране, точно так же и мы можем не догадываться, что наше трехмерное пространство — всего лишь иллюзия. Предположение состоит в том, что вся информация в нашей Вселенной может быть закодирована в крошечных двумерных ячейках. Продолжая метафору телеэкрана, можно сравнить их с квадратиками пикселей, которые можно разглядеть, если подойти к экрану достаточно близко, и которые и формируют иллюзию. Размер этих квадратиков тогда будет соответствовать Планковской длине, которая в 10 триллионов триллионов раз меньше размера атома (1,616199(97)·10−35 м).
«Мы хотим понять, является ли пространство-время квантовой системой, как и материя», — рассказал Крейг Хоган (Craig Hogan), руководитель Центра астрофизики частиц. Квантовая теория предполагает, что невозможно знать одновременно и скорость, и местоположение субатомной частицы. Если пространство окажется организованным в систему двумерных ячеек с ограниченной информацией о точном расположении объектов, то пространство само по себе попадет под действие принципа неопределенности.
Можно сказать, что эксперимент пытается выяснить информационную емкость Вселенной — если предположение о двумерности верно, то объем информации о расположении принципиально ограничен, и, следовательно, после определенного предела узнать больше станет объективно невозможно.
Чтобы проверить эту гипотезу, используется голометр (голографический интерферометр) в лаборатории Ферми, самый чувствительный прибор из числа способных измерять квантомную дрожь пространства как такового. Эксперимент устроен так: два голографических интерферометра расположены рядом, и каждый испускает лазерный луч мощностью 1 кВт (примерно 200 тысяч лазерных указок), направленный на светоделитель. Расщепленный свет проходит затем по 40-метровому коридору и возвращается обратно к светоделителю, где оба луча соединяются в один. Если в месте соединения есть движение, то возникают флуктуации яркости — ученые ищут определенные движения, которые указали бы на смещение светоделителя, происходящего из-за дрожи самого пространства. Главная трудность — отделить фоновые помехи, порождаемые радиоволнами от электронного оборудования.
«Если мы обнаружим шум, от которого нельзя избавиться, вероятно, это будет знаком чего-то фундаментального, шумом, свойственным пространству-времени как таковому, — объяснил Аарон Чу (Aaron Chou), ведущий научный сотрудник и менеджер проектов. — Это волнующий момент для физики, потому что положительный результат подскажет новые вопросы о том, как устроено пространство».
Фото: Национальная ускорительная лаборатория им. Энрико Ферми (США)
