Голограммы, пожалуй, находятся в числе самых интересных «плоских» объектов, которые могут создать люди. Являясь полностью трехмерным набором информации, закодированным на двумерной поверхности, голограммы могут менять свой вид в зависимости от вашей точки зрения. И хотя ученые утверждают, что мы можем воспринимать лишь три пространственных измерения, их на самом деле может быть намного больше. Следовательно, появляется интригующая возможность того, что мы можем быть голографической проекцией многомерной Вселенной, в некотором смысле.
Голографическая могла бы много объяснить. Таким образом, если допустить, что голографическая точка зрения верна, каким будет отношение между двумерной поверхностью и трехмерным проявлением? Насколько вообще полезна голограмма в понимании Вселенной?
Все мы видели голограммы, но большинство людей не знают, как они работают на самом деле. Их научная сторона весьма увлекательна. С фотографиями все просто: вы берете свет, испускаемый или отраженный от объекта, фокусируете его в линзе и записываете на плоскую поверхность. Так работает не только фотография: ваш глаз работает похоже. Линза вашего глазного яблока фокусирует свет, а палочки и колбочки в задней части глаза его записывают, посылая сигналы в мозг, который преобразует их в картинку.
Однако используя специальную эмульсию и когерентный (то есть лазерный) свет, вы можете создать карту всего светового поля объекта, то есть голограмму. Вариации плотности, текстур, прозрачности и прочего можно точно записать. Когда эта плоская двумерная карта должным образом освещается, она отображает полный набор трехмерной информации, которая меняется в зависимости от вашей перспективы и, что самое интересное, делает это для любой возможной перспективы, с которой вы можете на нее взглянуть. Напечатайте ее на металлической пленке - и вы получите обычную традиционную голограмму.
Наша Вселенная, как мы ее воспринимаем, имеет три пространственных измерения, доступные для нас. Но что, если их гораздо больше? Так же, как обычная голограмма представляет собой двумерную поверхность, которая кодирует полный набор информации о нашей трехмерной Вселенной, может ли наша трехмерная Вселенная кодировать информацию о принципиально четырех-или-более-мерной реальности, в которой мы заключены? В принципе, это возможно, и из этого следует ряд забавных возможностей. Правда, эти возможности тоже имеют свои ограничения, которые важно понять.
Идея того, что наша Вселенная может быть голограммой, вышла из концепции теории струн. Струнная теория вышла из предположения - струнной модели, - которое могло бы объяснить сильные взаимодействия, что протоны, нейтроны и другие барионы (и мезоны) обладают композитной структурой. Она сделала кучу бессмысленных предсказаний, которые не соответствовали экспериментам, включая существование частицы со спином 2. Но люди поняли, что если сдвинуть энергетическую шкалу вверх, в сторону планковской, струнная модель может объединить известные фундаментальные силы с гравитацией. Так родилась теория струн. Плюс или минус (смотря с какой стороны посмотреть) данной модели в том, что она требует большего числа измерений. Серьезным вопросом далее стало то, как можно извлечь нашу Вселенную с тремя пространственными измерениями из теории, в которой этих измерений много больше. И какая из теорий струн (а их великое множество) будет самой верной?
Возможно, множество различных моделей и сценариев теории струн являются лишь разными аспектами одной и той же фундаментальной теории, рассматриваемой с разных сторон. В математике две системы, которые эквивалентны друг другу, известны как «двойственные» (дуальные), и одно неожиданное открытие указало в сторону голограммы - в дуальной системе каждая сторона имеет разное число измерений. В 1997 году физик Хуан Малдасена предположил, что наша трехмерная Вселенная (плюс время) с ее теориями квантового поля, описывающими элементарные частицы и взаимодействия, двойственна более многомерному пространству-времени (анти-де-ситтеровскому пространству), что имеет значение для квантовых теорий гравитации.
Пока что единственные дуальности, которые мы обнаружили, связывают свойства многомерного пространства с его нижней одномерной границей: уменьшают измерения на один. Пока непонятно, сможем ли мы вывести из десятимерной теории струн трехмерную Вселенную вроде нашей так, чтобы они были дуальны. Двумерные голограммы мы можем создать, кодируя лишь трехмерную информацию; мы не можем закодировать четырехмерную информацию в трехмерной голограмме; мы не можем закодировать нашу трехмерную Вселенную в одномерной.
Другая интересная причина того, что два пространства с разными измерениями дуальны, заключается в следующем: на поверхности маломерной границы доступно меньше информации, чем внутри объема полного пространства, которое эта граница содержит. Так что если вы измеряете нечто происходящее на поверхности, вы можете выяснить кое-что о происходящем внутри объема. Происходящее в многомерном пространстве может быть связано с происходящим в других местах, а не происходит независимо. Это может звучать «нереально», но вспомните квантовую запутанность и как измерение свойства одного члена запутанной системы мгновенно сообщает вам информацию о другом. Возможно, голография связана с этой причудой природы.
Еще древние мудрецы считали наш проявленный мир иллюзией, майей. Известный писатель Эдгар По также отмечал: "Все, что мы видим и то, как мы выглядим - не что иное, как сон во сне." Долгое время подобный взгляд на нашу реальность казался "ненаучным", но шли века, изменялось научное знание и представление об окружающем мире и, сделав полный виток, снова подошло к обоснованию представлений древних мудрецов.
Положения о голографической структуре нашей Вселенной, выдвинутые в работах Бома, Прибрама, Талбота и некоторых других ученых, нашли свое подтверждение в ходе исследований, проведенных новосибирскими учеными под руководством академика В.Казначеева. Так, благодаря специально созданному оборудованию они сумели официально зафиксировать в пространстве Козырева фрагмент голограммы космической решетки. Оказалось, что в этой голограмме даже самая крохотная часть изображения несет информацию об общей картине бытия и взаимосвязи всех ее элементов.
Но не только сама Вселенная, но и человек и его сознание имею голографическую структуру. Вот, что по этому поводу пишет академик В.Казначеев: "В наших лабораториях накоплены экспериментальные данные, во многом подтверждающие известные гипотезы Д.Бома и К.Прибрама о том, что вокруг Земли существует голографическое пространство, и все атомно-молекулярные и интеллектуально-психические процессы составляют лишь фрагменты гигантской вселенской голограммы...
Сегодня начинает вырисовываться парадигма, провозглашающая, что наш мозг - это голограмма, а то, что мы ощущаем и видим - голографический виртуальный процесс... Организм - это бесчисленное сочетание различных саморазвивающихся голографических пространств, полей и образований".
Таким образом, миф об объективности нашего мира начинает расползаться на глазах. Если окружающий нас мир, равно как и наш мозг - это всего лишь голограмма, то этот мир, как и все остальное в нашей реальности, является иллюзорным. При этом наш мозг всего лишь интерпретирует восприятие вселенской голограммы в картинку окружающей нас реальности.
Вот, например, что об этом пишут доктор технических наук В.Тихоплав и кандидат технических наук Т.Тихоплав: "Эти сведения ошеломляют, поскольку означают, что мир, в котором мы живем, в действительности представляет собой не реки, горы и долины, а огромный океан волн различных частот. Исследования показали, что все наши органы чувств воспринимают информацию внешнего мира именно в виде волн и передают эту волновую информацию в мозг. Оказывается все вокруг нас есть лишь волны, а мозг преобразует волновую информацию в образы реального мира, к которым мы привыкли.
Любая вещь, например, чашка (или дерево), имеет два совершенно различных аспекта своей реальности. Когда они пропускаются через "линзы" нашего мозга, предмет проявляется как чашка. Но если бы мы сняли "линзы", то ощутили бы чашку как интерференционный паттерн (условно как некий сгусток волн).
Проще говоря, наш мозг работает как телеприемник: воспринимает информацию в виде пакета волн различной частоты и развертывает ее на нашем внутреннем экране в виде образов, предметов. Исследования показали, что наш мозг - тоже голограмма. Именно голографическая структура мозга объясняет, как он умудряется хранить огромное количество информации в небольшом пространстве, факт мгновенного узнавания и многие другие явления мозговой деятельности...
Наш мир - это сложное, саморазвивающееся голографическое пространство, отражающее само себя, эволюцию Вселенной и вселенского разума, небольшой частью которого является живое вещество на планете Земля и сам человек.
Вот и получается, что живем мы в иллюзорном мире или, как считают эзотерики, в коллективном сне. Эту иллюзорную реальность вокруг нас можно назвать единым Сознанием Вселенной".
Таким образом наш мозг, наше сознание да и мы сами представляем из себя некую "голограмму в голограмме" или "иллюзию в иллюзии". Ведь несмотря на то, что наши органы чувств свидетельствуют о наличии нашего физического мира, он представляет собой голограмму. А голограмма - это виртуальный образ, возникший там, где его нет. В.Казначеев утверждает, что голографический универсум (тонкий и физический миры) - это универсальная космическая голограмма, неотрывными частями которой являются человек и его сознание. Следовательно - привычного нам физического мира, в той форме, в которой мы привыкли его воспринимать, на самом деле не существует.
Вот, например, мнение академика РАЕН Э.Бороздина: "На наш взгляд нет ни пространства, ни времени, ни самой материи, никаких атрибутов современного представления универсума. Универсум представляет собой чистое сознание, которое, концентрируясь, обретает свойство личностей разного уровня. Эти личности обладают тремя свойствами: волей (намерением), желанием (способностью к вымыслу), созидаением (творчеством, удовлетворением желаний)...
Каждый уроввнь универсума создается вышестоящим творцом по его воле и плану как иллюзия времени, всегда текущая в сторону совершенства, и во взаимодействии ее составляющих, которое создает иллюзию пространства. Эти иллюзии имеют заданные мерности и поэтому воспринимаются как физические тела разной плотности и конфигурации".
Значит, наше существование в качестве индивидуальных обособленных сознаний - это, всего лишь, "виртуальная игра" коллективного Сознания Вселенной под названием "коллективный сон". И, согласно правилам этой игры, мы должны в условиях разделенности индивидуальных сознаний, осознать их изначальное единство.
Правы были, все-таки, древние мудрецы и сокровенные учения, что творя зло по отношению к кому-либо, мы творим его по отношению к нам самим. Получается, что в этих сокровенных учениях уже давно содержалась "подсказка" об иллюзорности не только физического мира, но и индивидуального сознания. Но подсказку эту способны воспринять только те, чье сознание к этому готово. Это, своего рода, выход на другой "уровень" этой "игры".
П рирода голограммы – «целое в каждой частичке» – дает нам совершенно новый способ понимания устройства и порядка вещей. Мы видим объекты, например, элементарные частицы, разделенными потому, что видим лишь часть действительности. Эти частицы – не отдельные «части», а грани более глубокого единства.
На каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы – не отдельные объекты, а как бы продолжение чего-то более фундаментального.
Ученые пришли к выводу, что элементарные частицы способны взаимодействовать друг с другом независимо от расстояния не потому, что они обмениваются какими-то таинственными сигналами, а потому, что их раздельность – иллюзия.
Если разделение частиц – это иллюзия, значит, на более глубоком уровне все предметы в мире бесконечно взаимосвязаны. Электроны в атомах углерода в нашем мозгу связаны с электронами каждого лосося, который плывет, каждого сердца, которое бьется, и каждой звезды, которая сияет в небе. Вселенная как голограмма означает, что нас нет.
Ученые из Центра астрофизических исследований в лаборатории имени ферми (Fermilab) сегодня работают над созданием устройства «голометр» (Holometer), с помощью которого они смогут опровергнуть все, что человечество сейчас знает о Вселенной.
С помощью устройства «Голометр» специалисты надеются доказать или опровергнуть безумное предположение о том, что трехмерной Вселенной в таком виде, как мы ее знаем, просто не существует, будучи ничем иным, как своеобразной голограммой. Другими словами, окружающая реальность - иллюзия и не более того.
…Теория о том, что Вселенная является голограммой, основывается на появившемся не так давно предположении, что пространство и время во Вселенной не являются непрерывными.
Они якобы состоят из отдельных частей, точек - как будто из пикселей, из-за чего нельзя увеличивать «масштаб изображения» Вселенной бесконечно, проникая все глубже и глубже в суть вещей. По достижению какого-то значения масштаба Вселенная получается чем-то вроде цифрового изображения очень плохого качества - нечеткой, размытой.
Представьте обычную фотографию из журнала. Она выглядит как непрерывное изображение, но, начиная с определенного уровня увеличения, рассыпается на точки, составляющие единое целое. И также наш мир якобы собран из микроскопических точек в единую красивую, даже выпуклую картинку.
Поразительная теория! И до недавнего времени к ней относились несерьезно. Только последние исследования черных дыр убедили большинство исследователей, что в «голографической» теории что-то есть.
Дело в том, что обнаруженное астрономами постепенное испарение черных дыр с ходом времени приводило к информационному парадоксу - вся содержащаяся информация о внутренностях дыры в таком случае исчезала бы.
А это противоречит принципу сохранения информации.
Но лауреат Нобелевской премии по физике Герард т’Хоофт, опираясь на труды профессора Иерусалимского университета Якоба Бекенштейна, доказал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в двумерных границах, остающихся после его уничтожения, - точно также, как изображение трехмерного объекта можно поместить в двумерную голограмму.
У учёного как-то раз случился фантазм
Впервые «безумная» идея о вселенской иллюзорности родилась у физика Лондонского университета Дэвида Бома, соратника Альберта Эйнштейна, в середине XX века.
Согласно его теории весь мир устроен примерно так же, как голограмма.
Как любой сколь угодно малый участок голограммы содержит в себе все изображение трехмерного объекта, так и каждый существующий объект «вкладывается» в каждую из своих составных частей.
Из этого следует, что объективной реальности не существует, - сделал тогда ошеломляющее заключение профессор Бом. - Даже несмотря на ее очевидную плотность, Вселенная в своей основе - фантазм, гигантская, роскошно детализированная голограмма.
Напомним, что голограмма представляет собой трехмерную фотографию, сделанную с помощью лазера. Чтобы ее изготовить, прежде всего фотографируемый предмет должен быть освещен светом лазера. Тогда второй лазерный луч, складываясь с отраженным светом от предмета, дает интерференционную картину (чередование минимумов и максимумов лучей), которая может быть зафиксирована на пленке.
Готовый снимок выглядит как бессмысленное переслаивание светлых и темных линий. Hо стоит осветить снимок другим лазерным лучом, как тотчас появляется трехмерное изображение исходного предмета.
Трехмерность не единственное замечательное свойство, присущее голограмме.
Если голограмму с изображением, например, дерева разрезать пополам и осветить лазером, каждая половина будет содержать целое изображение того же самого дерева точно такого же размера. Если же продолжать разрезать голограмму на более мелкие кусочки, на каждом из них мы вновь обнаружим изображение всего объекта в целом.
В отличие от обычной фотографии, каждый участок голограммы содержит информацию о всем предмете, но с пропорционально соответствующим уменьшением четкости.
Принцип голограммы «все в каждой части» позволяет нам совершенно по-новому подойти к вопросу организованности и упорядоченности, - объяснял профессор Бом. - На протяжении почти всей своей истории западная наука развивалась с идеей о том, что лучший способ понять физический феномен, будь то лягушка или атом, - это рассечь его и изучить составные части.
Голограмма показала нам, что некоторые вещи во Вселенной не поддаются исследованию таким образом. Если мы будем рассекать что-либо, устроенное голографически, мы не получим частей, из которых оно состоит, а получим то же самое, но поменьше точностью.
И тут появился всё объясняющий аспект
К «безумной» идее Бома подтолкнул еще и нашумевший в свое время эксперимент с элементарными частицами. Физик из Парижского университета Алан Аспект в 1982 году обнаружил, что в определенных условиях электроны способны мгновенно сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними.
Hе имеет значения, десять миллиметров между ними или десять миллиардов километров. Каким-то образом каждая частица всегда знает, что делает другая. Смущала только одна проблема этого открытия: оно нарушает постулат Эйнштейна о предельной скорости распространения взаимодействия, равной скорости света.
Поскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного барьера, эта пугающая перспектива заставила физиков сильно засомневаться в работах Аспекта.
Но Бом сумел найти объяснение. По его словам, элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются некими таинственными сигналами между собой, а потому, что их разделенность иллюзорна. Он пояснял, что на каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы являются не отдельными объектами, а фактически расширениями чего-то более фундаментального.
«Свою замысловатую теорию профессор для лучшего уяснения иллюстрировал следующим примером, - писал автор книги «Голографическая Вселенная» Майкл Талбот. - Представьте себе аквариум с рыбой. Вообразите также, что вы не можете видеть аквариум непосредственно, а можете наблюдать только два телеэкрана, которые передают изображения от камер, расположенных одна спереди, другая сбоку аквариума.
Глядя на экраны, вы можете заключить, что рыбы на каждом из экранов - отдельные объекты. Поскольку камеры передают изображения под разными углами, рыбы выглядят по-разному. Hо, продолжая наблюдение, через некоторое время вы обнаружите, что между двумя рыбами на разных экранах существует взаимосвязь.
Когда одна рыба поворачивает, другая также меняет направление движения, немного по-другому, но всегда соответственно первой. Когда одну рыбу вы видите анфас, другую непременно в профиль. Если вы не владеете полной картиной ситуации, вы скорее заключите, что рыбы должны как-то моментально общаться друг с другом, что это не факт случайного совпадения».
Явное сверхсветовое взаимодействие между частицами говорит нам, что существует более глубокий уровень реальности, скрытый от нас, -объяснял Бом феномен опытов Аспекта, - более высокой размерности, чем наша, как в аналогии с аквариумом. Раздельными мы видим эти частицы только потому, что мы видим лишь часть действительности.
А частицы - не отдельные «части», но грани более глубокого единства, которое в конечном итоге так же голографично и невидимо, как упоминавшееся выше дерево.
И поскольку все в физической реальности состоит из этих «фантомов», наблюдаемая нами Вселенная сама по себе есть проекция, голограмма.
Что еще может нести в себе голограмма - пока не известно.
Предположим, например, что она - это матрица, дающая начало всему в мире, как минимум, в ней есть все элементарные частицы, которые принимали или будут когда-то принимать любую возможную форму материи и энергии - от снежинок до квазаров, от голубых китов до гамма-лучей. Это как бы вселенский супермаркет, в котором есть все.
Хотя Бом и признавал, что у нас нет способа узнать, что еще таит в себе голограмма, он брал на себя смелость утверждать, что у нас нет причин, чтобы предположить, что в ней больше ничего нет. Другими словами, возможно, голографический уровень мира - просто одна из ступеней бесконечной эволюции.
Мнение оптимиста
Психолог Джек Корнфилд, рассказывая о своей первой встрече с покойным ныне учителем тибетского буддизма Калу Ринпоче, вспоминает, что между ними состоялся такой диалог:
Не могли бы вы мне изложить в нескольких фразах самую суть буддийских учений?
Я бы мог это сделать, но вы не поверите мне, и чтоб понять, о чем я говорю, вам потребуется много лет.
Все равно, объясните, пожалуйста, так хочется знать. Ответ Ринпоче был предельно краток:
Вас реально не существует.
Время состоит из гранул
Но можно ли «пощупать» эту иллюзорность инструментами? Оказалось, да. Уже несколько лет в Германии на гравитационном телескопе, сооруженном в Ганновере (Германия), GEO600 ведутся исследования по обнаружению гравитационных волн, колебаний пространства-времени, которые создают сверхмассивные космические объекты.
Ни одной волны за эти годы, впрочем, найти не удалось. Одна из причин - странные шумы в диапазоне от 300 до 1500 Гц, которые на протяжении длительного времени фиксирует детектор. Они очень мешают его работе.
Исследователи тщетно искали источник шума, пока с ними случайно не связался директор Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми Крейг Хоган.
Он заявил, что понял, в чем дело. По его словам, из голографического принципа следует, что пространство-время не является непрерывной линией и, скорее всего, представляет собой совокупность микрозон, зерен, своего рода квантов пространства-времени.
А точность аппаратуры GEO600 сегодня достаточна для того, чтобы зафиксировать колебания вакуума, происходящие на границах квантов пространства, тех самых зерен, из которых, если голографический принцип верен, состоит Вселенная, - объяснил профессор Хоган.
По его словам, GEO600 как раз и наткнулся на фундаментальное ограничение пространства-времени - то самое «зерно», вроде зернистости журнальной фотографии. И воспринимал это препятствие как «шум».
И Крейг Хоган вслед за Бомом убежденно повторяет:
Если результаты GEO600 соответствуют моим ожиданиям, то все мы действительно живем в огромной голограмме вселенских масштабов.
Показания детектора пока в точности соответствуют его вычислениям, и, кажется, научный мир стоит на пороге грандиозного открытия.
Специалисты напоминают, что однажды посторонние шумы, выводившие из себя исследователей в Bell Laboratory - крупном исследовательском центре в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем - в ходе экспериментов 1964 года, уже стали предвестником глобальной перемены научной парадигмы: так было обнаружено реликтовое излучение, доказавшее гипотезу о Большом взрыве.
А доказательства голографичности Вселенной ученые ожидают, когда заработает прибор «Голометр» на полную мощь. Ученые надеются, что он увеличит количество практических данных и знаний этого необыкновенного открытия, относящегося пока все же к области теоретической физики.
Детектор устроен так: светят лазером через расщепитель луча, оттуда два луча проходят через два перпендикулярных тела, отражаются, возвращаются назад, сливаются вместе и создают интерференционную картину, где любое искажение сообщает об изменении отношения длин тел, так как гравитационная волна проходит через тела и сжимает или растягивает пространство неодинаково в разных направлениях.
- «Голометр» позволит увеличить масштаб пространства-времени и увидеть, подтвердятся ли предположения о дробной структуре Вселенной, основанные чисто на математических выводах, - предполагает профессор Хоган.
Первые данные, полученные с помощью нового аппарата, начнут поступать в середине этого года.
Мнение пессимиста
Президент Лондонского королевского общества, космолог и астрофизик Мартин Рис: «Рождение Вселенной для нас навсегда останется загадкой»
Нам не понять законы мироздания. И не узнать никогда, как появилась Вселенная и что ее ждет. Гипотезы о Большом взрыве, якобы породившем окружающий нас мир, или о том, что параллельно с нашей Вселенной может существовать множество других, или о голографичности мира - так и останутся недоказанными предположениями.
Несомненно, объяснения есть всему, но нет таких гениев, которые смогли бы их понять. Человеческий разум ограничен. И он достиг своего предела. Мы даже сегодня столь же далеки от понимания, к примеру, микроструктуры вакуума, сколько и рыбы в аквариуме, которым абсолютно невдомек, как устроена среда, в которой они живут.
У меня, например, есть основания подозревать, что у пространства - ячеистая структура. И каждая его ячейка в триллионы триллионов раз меньше атома. Но доказать или опровергнуть это, или понять, как такая конструкция работает, мы не можем. Задача слишком сложная, запредельная для человеческого разума – «Российский космос«.
Через девять месяцев вычислений на мощном суперкомпьютере, астрофизикам удалось создать компьютерную модель красивой спиральной галактики, которая является копией нашего Млечного пути.
При этом соблюдена физика образования и эволюции нашей галактики. Эта модель, которая создана исследователями из Калифорнийского университета и института теоретической физики в Цюрихе, позволяет разрешить стоящую перед наукой проблему, которая возникла из превалирующей космологической модели Вселенной.
«Предыдущие попытки создать массивную дисковую галактику, подобную Млечному пути, провалились, поскольку у модели был слишком велик балдж (центральная выпуклость), по сравнению с размерами диска», – сказал Хавьера Гуэдес, аспирант астрономии и астрофизики из Калифорнийского университета и автор научной статьи об этой модели, под названием Эрис (англ. «Eris»). Исследование будет опубликовано в журнале Astrophysical Journal.
Эрис представляет собой массивную спиральную галактику с ядром в центре, которое состоит из ярких звезд и других структурных объектов, свойственных таким галактикам как Млечный путь. По таким параметрам как яркость, соотношение ширины центра галактики и ширины диска, звездный состав и другим свойствам, она совпадает с Млечным путем и другими галактиками этого типа.
Как сообщил соавтор, Пьеро Мадау, профессор астрономии и астрофизики в Калифорнийском университете, на воплощение проекта были затрачены немалые средства, которые пошли на покупку 1.4 миллионов процессоро-часов времени расчетов на суперкомпьютере на компьютере НАСА Pleiades.
Полученные результаты позволили подтвердить теорию «холодной темной материи», согласно которой, эволюция структуры Вселенной протекала под воздействием гравитационных взаимодействий темной холодной материи («темной» из-за того, что ее невозможно увидеть, а «холодной» из-за того, что частицы двигаются очень медленно).
«Эта модель отслеживает взаимодействие более 60 миллионов частиц темной материи и газа. В ее коде предусмотрена физика таких процессов как гравитация и гидродинамика, формирование звезд и взрывы сверхновых – и все это в самом высоком разрешении из всех космологических моделей в мире», – сказал Гуэдес.
Наш мир - голограмма?
Ученые из Центра астрофизических исследований в лаборатории имени ферми (Fermilab) сегодня работают над созданием устройства «голометр» (Holometer), с помощью которого они смогут опровергнуть все, что человечество сейчас знает о Вселенной.
НАШ МИР-ПРОЕКЦИЯ
С помощью устройства «Голометр» специалисты надеются доказать или опровергнуть безумное предположение о том, что трехмерной Вселенной в таком виде, как мы ее знаем, просто не существует, будучи ничем иным, как своеобразной голограммой. Другими словами, окружающая реальность - иллюзия и не более того.
Теория о том, что Вселенная является голограммой, основывается на появившемся не так давно предположении, что пространство и время во Вселенной не являются непрерывными. Они якобы состоят из отдельных частей, точек - как будто из пикселей, из-за чего нельзя увеличивать «масштаб изображения» Вселенной бесконечно, проникая все глубже и глубже в суть вещей. По достижению какого-то значения масштаба Вселенная получается чем-то вроде цифрового изображения очень плохого качества - нечеткой, размытой. Представьте обычную фотографию из журнала. Она выглядит как непрерывное изображение, но, начиная с определенного уровня увеличения, рассыпается на точки, составляющие единое целое. И также наш мир якобы собран из микроскопических точек в единую красивую, даже выпуклую картинку.
Поразительная теория! И до недавнего времени к ней относились несерьезно. Только последние исследования черных дыр убедили большинство исследователей, что в «голографической» теории что-то есть. Дело в том, что обнаруженное астрономами постепенное испарение черных дыр с ходом времени приводило к информационному парадоксу - вся содержащаяся информация о внутренностях дыры в таком случае исчезала бы. А это противоречит принципу сохранения информации. Но лауреат Нобелевской премии по физике Герард т"Хоофт, опираясь на труды профессора Иерусалимского университета Якоба Бекенштейна, доказал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в двумерных границах, остающихся после его уничтожения, - точно также, как изображение трехмерного объекта можно поместить в двумерную голограмму.
У УЧЕНОГО КАК-ТО РАЗ СЛУЧИЛСЯ ФАНТАЗМ
Впервые «безумная» идея о вселенской иллюзорности родилась у физика Лондонского университета Дэвида Бома, соратника Альберта Эйнштейна, в середине XX века. Согласно его теории весь мир устроен примерно так же, как голограмма. Как любой сколь угодно малый участок голограммы содержит в себе все изображение трехмерного объекта, так и каждый существующий объект «вкладывается» в каждую из своих составных частей.
- Из этого следует, что объективной реальности не существует, - сделал тогда ошеломляющее заключение профессор Бом. - Даже несмотря на ее очевидную плотность, Вселенная в своей основе - фантазм, гигантская, роскошно детализированная голограмма.
Напомним, что голограмма представляет собой трехмерную фотографию, сделанную с помощью лазера. Чтобы ее изготовить, прежде всего фотографируемый предмет должен быть освещен светом лазера. Тогда второй лазерный луч, складываясь с отраженным светом от предмета, дает интерференционную картину (чередование минимумов и максимумов лучей), которая может быть зафиксирована на пленке. Готовый снимок выглядит как бессмысленное переслаивание светлых и темных линий. Hо стоит осветить снимок другим лазерным лучом, как тотчас появляется трехмерное изображение исходного предмета.
Трехмерность не единственное замечательное свойство, присущее голограмме. Если голограмму с изображением, например, дерева разрезать пополам и осветить лазером, каждая половина будет содержать целое изображение того же самого дерева точно такого же размера. Если же продолжать разрезать голограмму на более мелкие кусочки, на каждом из них мы вновь обнаружим изображение всего объекта в целом. В отличие от обычной фотографии, каждый участок голограммы содержит информацию о всем предмете, но с пропорционально соответствующим уменьшением четкости.
- Принцип голограммы «все в каждой части» позволяет нам совершенно по-новому подойти к вопросу организованности и упорядоченности, - объяснял профессор Бом. - На протяжении почти всей своей истории западная наука развивалась с идеей о том, что лучший способ понять физический феномен, будь то лягушка или атом, - это рассечь его и изучить составные части. Голограмма показала нам, что некоторые вещи во Вселенной не поддаются исследованию таким образом. Если мы будем рассекать что-либо, устроенное голографически, мы не получим частей, из которых оно состоит, а получим то же самое, но поменьше точностью.
И ТУТ ПОЯВИЛСЯ ВСЁ ОБЪЯСНЯЮЩИЙ АСПЕКТ
К «безумной» идее Бома подтолкнул еще и нашумевший в свое время эксперимент с элементарными частицами. Физик из Парижского университета Алан Аспект в 1982 году обнаружил, что в определенных условиях электроны способны мгновенно сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними. Hе имеет значения, десять миллиметров между ними или десять миллиардов километров. Каким-то образом каждая частица всегда знает, что делает другая. Смущала только одна проблема этого открытия: оно нарушает постулат Эйнштейна о предельной скорости распространения взаимодействия, равной скорости света. Поскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного барьера, эта пугающая перспектива заставила физиков сильно засомневаться в работах Аспекта.
Но Бом сумел найти объяснение. По его словам, элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются некими таинственными сигналами между собой, а потому, что их разделенность иллюзорна. Он пояснял, что на каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы являются не отдельными объектами, а фактически расширениями чего-то более фундаментального.
«Свою замысловатую теорию профессор для лучшего уяснения иллюстрировал следующим примером, - писал автор книги «Голографическая Вселенная» Майкл Талбот. - Представьте себе аквариум с рыбой. Вообразите также, что вы не можете видеть аквариум непосредственно, а можете наблюдать только два телеэкрана, которые передают изображения от камер, расположенных одна спереди, другая сбоку аквариума. Глядя на экраны, вы можете заключить, что рыбы на каждом из экранов - отдельные объекты. Поскольку камеры передают изображения под разными углами, рыбы выглядят по-разному. Hо, продолжая наблюдение, через некоторое время вы обнаружите, что между двумя рыбами на разных экранах существует взаимосвязь. Когда одна рыба поворачивает, другая также меняет направление движения, немного по-другому, но всегда соответственно первой. Когда одну рыбу вы видите анфас, другую непременно в профиль. Если вы не владеете полной картиной ситуации, вы скорее заключите, что рыбы должны как-то моментально общаться друг с другом, что это не факт случайного совпадения».
- Явное сверхсветовое взаимодействие между частицами говорит нам, что существует более глубокий уровень реальности, скрытый от нас, - объяснял Бом феномен опытов Аспекта, - более высокой размерности, чем наша, как в аналогии с аквариумом. Раздельными мы видим эти частицы только потому, что мы видим лишь часть действительности. А частицы - не отдельные «части», но грани более глубокого единства, которое в конечном итоге так же голографично и невидимо, как упоминавшееся выше дерево. И поскольку все в физической реальности состоит из этих «фантомов», наблюдаемая нами Вселенная сама по себе есть проекция, голограмма.
Что еще может нести в себе голограмма - пока не известно. Предположим, например, что она - это матрица, дающая начало всему в мире, как минимум, в ней есть все элементарные частицы, которые принимали или будут когда-то принимать любую возможную форму материи и энергии - от снежинок до квазаров, от голубых китов до гамма-лучей. Это как бы вселенский супермаркет, в котором есть все.
Хотя Бом и признавал, что у нас нет способа узнать, что еще таит в себе голограмма, он брал на себя смелость утверждать, что у нас нет причин, чтобы предположить, что в ней больше ничего нет. Другими словами, возможно, голографический уровень мира - просто одна из ступеней бесконечной эволюции.
ВРЕМЯ СОСТОИТ ИЗ ГРАНУЛ
Но можно ли «пощупать» эту иллюзорность инструментами? Оказалось, да. Уже несколько лет в Германии на гравитационном телескопе, сооруженном в Ганновере (Германия), GEO600 ведутся исследования по обнаружению гравитационных волн, колебаний пространства-времени, которые создают сверхмассивные космические объекты. Ни одной волны за эти годы, впрочем, найти не удалось. Одна из причин - странные шумы в диапазоне от 300 до 1500 Гц, которые на протяжении длительного времени фиксирует детектор. Они очень мешают его работе. Исследователи тщетно искали источник шума, пока с ними случайно не связался директор Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми Крейг Хоган. Он заявил, что понял, в чем дело. По его словам, из голографического принципа следует, что пространство-время не является непрерывной линией и, скорее всего, представляет собой совокупность микрозон, зерен, своего рода квантов пространства-времени.
- А точность аппаратуры GEO600 сегодня достаточна для того, чтобы зафиксировать колебания вакуума, происходящие на границах квантов пространства, тех самых зерен, из которых, если голографический принцип верен, состоит Вселенная, - объяснил профессор Хоган.
По его словам, GEO600 как раз и наткнулся на фундаментальное ограничение пространства-времени - то самое «зерно», вроде зернистости журнальной фотографии. И воспринимал это препятствие как «шум».
И Крейг Хоган вслед за Бомом убежденно повторяет:
- Если результаты GEO600 соответствуют моим ожиданиям, то все мы действительно живем в огромной голограмме вселенских масштабов.
Показания детектора пока в точности соответствуют его вычислениям, и, кажется, научный мир стоит на пороге грандиозного открытия. Специалисты напоминают, что однажды посторонние шумы, выводившие из себя исследователей в Bell Laboratory - крупном исследовательском центре в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем - в ходе экспериментов 1964 года, уже стали предвестником глобальной перемены научной парадигмы: так было обнаружено реликтовое излучение, доказавшее гипотезу о Большом взрыве.
А доказательства голографичности Вселенной ученые ожидают, когда заработает прибор «Голометр» на полную мощь. Ученые надеются, что он увеличит количество практических данных и знаний этого необыкновенного открытия, относящегося пока все же из области теоретической физики. Детектор устроен так: светят лазером через расщепитель луча, оттуда два луча проходят через два перпендикулярных тела, отражаются, возвращаются назад, сливаются вместе и создают интерференционную картину, где любое искажение сообщает об изменении отношения длин тел, так как гравитационная волна проходит через тела и сжимает или растягивает пространство неодинаково в разных направлениях.
- «Голометр» позволит увеличить масштаб пространства-времени и увидеть, подтвердятся ли предположения о дробной структуре Вселенной, основанные чисто на математических выводах, - предполагает профессор Хоган.
Первые данные, полученные с помощью нового аппарата, начнут поступать в середине этого года.
МНЕНИЕ ОПТИМИСТА
Психолог Джек Корнфилд, рассказывая о своей первой встрече с покойным ныне учителем тибетского буддизма Калу Ринпоче, вспоминает, что между ними состоялся такой диалог:
- Не могли бы вы мне изложить в нескольких фразах самую суть буддийских учений?
- Я бы мог это сделать, но вы не поверите мне, и чтоб понять, о чем я говорю, вам потребуется много лет.
- Все равно, объясните, пожалуйста, так хочется знать. Ответ Ринпоче был предельно краток:
- Вас реально не существует.
МНЕНИЕ ПЕССИМИСТА
Президент Лондонского королевского общества, космолог и астрофизик Мартин Рис: «Рождение Вселенной для нас навсегда останется загадкой»
- Нам не понять законы мироздания. И не узнать никогда, как появилась Вселенная и что ее ждет. Гипотезы о Большом взрыве, якобы породившем окружающий нас мир, или о том, что параллельно с нашей Вселенной может существовать множество других, или о голографичности мира - так и останутся недоказанными предположениями. Несомненно, объяснения есть всему, но нет таких гениев, которые смогли бы их понять. Человеческий разум ограничен. И он достиг своего предела. Мы даже сегодня столь же далеки от понимания, к примеру, микроструктуры вакуума, сколько и рыбы в аквариуме, которым абсолютно невдомек, как устроена среда, в которой они живут. У меня, например, есть основания подозревать, что у пространства - ячеистая структура. И каждая его ячейка в триллионы триллионов раз меньше атома. Но доказать или опровергнуть это, или понять, как такая конструкция работает, мы не можем. Задача слишком сложная, запредельная для человеческого разума.
Ученые из Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми (Fermilab) сегодня работают над созданием устройства «голометр» (Holometer), с помощью которого они смогут опровергнуть все, что человечество сейчас знает о Вселенной. Если эксперимент, подготовка к которому идет, окажется успешным, то, возможно, будут переписаны существующие законы физики!
С помощью устройства «Голометр» специалисты надеются доказать или опровергнуть "безумное" предположение о том, что трехмерной Вселенной в таком виде, как мы ее знаем, просто не существует, будучи ничем иным, как своеобразной голограммой. Другими словами, окружающая реальность — иллюзия и не более того...
Крейг Хоган считает, что мир нечеток, и это не метафора. Он полагает, что если бы каким-то образом удалось вглядеться в мельчайшую ячейку пространства-времени, то мы обнаружили бы, что Вселенная насквозь пронизана внутренней дрожью, подобной шипению электростатических помех в коротковолновом радиоприемнике. Этот шум производят не постоянно рождающиеся и умирающие частицы или какая-нибудь другая квантовая пена, о которой физики спорили в прошлом. Шум Хогана проявится в том случае, если мир не гладкий и непрерывный, вроде матового экрана, на котором пляшут поля и частицы, как мы долго считали. Он возникает, если мир состоит из отдельных блоков. Кусочков. Песчинок. Обнаружение шума Хогана будет означать, что Вселенная — цифровая...
Теория, согласно которой Вселенная является голограммой, основывается на появившемся не так давно предположении, что пространство и время во Вселенной не являются непрерывными, а состоят из отдельных частей , точек — как будто из пикселей, из-за чего нельзя увеличивать «масштаб изображения» Вселенной бесконечно, проникая все глубже и глубже в суть вещей. По достижению какого-то значения масштаба Вселенная получается чем-то вроде цифрового изображения очень плохого качества — нечеткой, размытой. Представьте обычную фотографию из журнала. Она выглядит как непрерывное изображение, но, начиная с определенного уровня увеличения, рассыпается на точки, составляющие единое целое. И также наш мир, возможно, собран из микроскопических точек в единую красивую, даже выпуклую картинку.
Поразительная теория! И до недавнего времени к ней относились несерьезно. Только последние исследования черных дыр убедили большинство исследователей, что в «голографической» теории что-то есть. Дело в том, что обнаруженное астрономами постепенное испарение черных дыр с ходом времени приводило к информационному парадоксу — вся содержащаяся информация о внутренностях дыры в таком случае исчезала бы. А это противоречит принципу сохранения информации. Но лауреат Нобелевской премии по физике Герард т"Хоофт, опираясь на труды профессора Иерусалимского университета Якоба Бекенштейна, доказал, что вся информация, заключенная в трехмерном объекте, может быть сохранена в двумерных границах, остающихся после его уничтожения, — точно также, как изображение трехмерного объекта можно поместить в двумерную голограмму.
Впервые «безумная» идея о вселенской иллюзорности родилась у физика Лондонского университета Дэвида Бома, соратника Альберта Эйнштейна, в середине XX века. Согласно его теории весь мир устроен примерно так же, как голограмма. Как любой сколь угодно малый участок голограммы содержит в себе все изображение трехмерного объекта, так и каждый существующий объект «вкладывается» в каждую из своих составных частей.
— Из этого следует, что объективной реальности не существует, — сделал тогда ошеломляющее заключение профессор Бом. — Даже несмотря на ее очевидную плотность, Вселенная в своей основе — фантазм, гигантская, роскошно детализированная голограмма.
Напомним, что голограмма представляет собой трехмерную фотографию, сделанную с помощью лазера. Чтобы ее изготовить, прежде всего фотографируемый предмет должен быть освещен светом лазера. Тогда второй лазерный луч, складываясь с отраженным светом от предмета, дает интерференционную картину (чередование минимумов и максимумов лучей), которая может быть зафиксирована на пленке. Готовый снимок выглядит как бессмысленное переслаивание светлых и темных линий. Hо стоит осветить снимок другим лазерным лучом, как тотчас появляется трехмерное изображение исходного предмета.
Трехмерность не единственное замечательное свойство, присущее голограмме. Если голограмму с изображением, например, дерева разрезать пополам и осветить лазером, каждая половина будет содержать целое изображение того же самого дерева точно такого же размера. Если же продолжать разрезать голограмму на более мелкие кусочки, на каждом из них мы вновь обнаружим изображение всего объекта в целом. В отличие от обычной фотографии, каждый участок голограммы содержит информацию о всем предмете, но с пропорционально соответствующим уменьшением четкости.
— Принцип голограммы «все в каждой части» позволяет нам совершенно по-новому подойти к вопросу организованности и упорядоченности, — объяснял профессор Бом. — На протяжении почти всей своей истории западная наука развивалась с идеей о том, что лучший способ понять физический феномен, будь то лягушка или атом, — это рассечь его и изучить составные части. Голограмма показала нам, что некоторые вещи во Вселенной не поддаются исследованию таким образом. Если мы будем рассекать что-либо, устроенное голографически, мы не получим частей, из которых оно состоит, а получим то же самое, но поменьше точностью.
К «безумной» идее Бома подтолкнул еще и нашумевший в свое время эксперимент с элементарными частицами. Физик из Парижского университета Алан Аспект в 1982 году обнаружил, что в определенных условиях электроны способны мгновенно сообщаться друг с другом независимо от расстояния между ними. Hе имеет значения, десять миллиметров между ними или десять миллиардов километров. Каким-то образом каждая частица всегда знает, что делает другая. Смущала только одна проблема этого открытия: оно нарушает постулат Эйнштейна о предельной скорости распространения взаимодействия, равной скорости света. Поскольку путешествие быстрее скорости света равносильно преодолению временного барьера, эта пугающая перспектива заставила физиков сильно засомневаться в работах Аспекта.
Но Бом сумел найти объяснение. По его словам, элементарные частицы взаимодействуют на любом расстоянии не потому, что они обмениваются некими таинственными сигналами между собой, а потому, что их разделенность иллюзорна. Он пояснял, что на каком-то более глубоком уровне реальности такие частицы являются не отдельными объектами, а фактически расширениями чего-то более фундаментального.
«Свою замысловатую теорию профессор для лучшего уяснения иллюстрировал следующим примером, — писал автор книги «Голографическая Вселенная» Майкл Талбот. — Представьте себе аквариум с рыбой. Вообразите также, что вы не можете видеть аквариум непосредственно, а можете наблюдать только два телеэкрана, которые передают изображения от камер, расположенных одна спереди, другая сбоку аквариума. Глядя на экраны, вы можете заключить, что рыбы на каждом из экранов — отдельные объекты. Поскольку камеры передают изображения под разными углами, рыбы выглядят по-разному. Hо, продолжая наблюдение, через некоторое время вы обнаружите, что между двумя рыбами на разных экранах существует взаимосвязь. Когда одна рыба поворачивает, другая также меняет направление движения, немного по-другому, но всегда соответственно первой. Когда одну рыбу вы видите анфас, другую непременно в профиль. Если вы не владеете полной картиной ситуации, вы скорее заключите, что рыбы должны как-то моментально общаться друг с другом, что это не факт случайного совпадения».
— Явное сверхсветовое взаимодействие между частицами говорит нам, что существует более глубокий уровень реальности, скрытый от нас, — объяснял Бом феномен опытов Аспекта, — более высокой размерности, чем наша, как в аналогии с аквариумом. Раздельными мы видим эти частицы только потому, что мы видим лишь часть действительности. А частицы — не отдельные «части», но грани более глубокого единства, которое в конечном итоге так же голографично и невидимо, как упоминавшееся выше дерево. И поскольку все в физической реальности состоит из этих «фантомов», наблюдаемая нами Вселенная сама по себе есть проекция, голограмма.
Что еще может нести в себе голограмма — пока не известно. Предположим, например, что она — это матрица, дающая начало всему в мире, как минимум, в ней есть все элементарные частицы, которые принимали или будут когда-то принимать любую возможную форму материи и энергии — от снежинок до квазаров, от голубых китов до гамма-лучей. Это как бы вселенский супермаркет, в котором есть все.
Хотя Бом и признавал, что у нас нет способа узнать, что еще таит в себе голограмма, он брал на себя смелость утверждать, что у нас нет причин, чтобы предположить, что в ней больше ничего нет. Другими словами, возможно, голографический уровень мира — просто одна из ступеней бесконечной эволюции.
Но можно ли «пощупать» эту иллюзорность инструментами? Оказалось, да. Уже несколько лет в Германии на гравитационном телескопе, сооруженном в Ганновере (Германия), GEO600 ведутся исследования по обнаружению гравитационных волн, колебаний пространства-времени, которые создают сверхмассивные космические объекты. Ни одной волны за эти годы, впрочем, найти не удалось. Одна из причин — странные шумы в диапазоне от 300 до 1500 Гц, которые на протяжении длительного времени фиксирует детектор. Они очень мешают его работе. Исследователи тщетно искали источник шума, пока с ними случайно не связался директор Центра астрофизических исследований в лаборатории имени Ферми Крейг Хоган. Он заявил, что понял, в чем дело. По его словам, из голографического принципа следует, что пространство-время не является непрерывной линией и, скорее всего, представляет собой совокупность микрозон, зерен, своего рода квантов пространства-времени.
— А точность аппаратуры GEO600 сегодня достаточна для того, чтобы зафиксировать колебания вакуума, происходящие на границах квантов пространства, тех самых зерен, из которых, если голографический принцип верен, состоит Вселенная, — объяснил профессор Хоган.
По его словам, GEO600 как раз и наткнулся на фундаментальное ограничение пространства-времени — то самое «зерно», вроде зернистости журнальной фотографии. И воспринимал это препятствие как «шум».
И Крейг Хоган вслед за Бомом убежденно повторяет: если результаты GEO600 соответствуют моим ожиданиям, то все мы действительно живем в огромной голограмме вселенских масштабов.
Показания детектора пока в точности соответствуют его вычислениям, и, кажется, научный мир стоит на пороге грандиозного открытия . Специалисты напоминают, что однажды посторонние шумы, выводившие из себя исследователей в Bell Laboratory — крупном исследовательском центре в области телекоммуникаций, электронных и компьютерных систем — в ходе экспериментов 1964 года, уже стали предвестником глобальной перемены научной парадигмы: так было обнаружено реликтовое излучение, доказавшее гипотезу о Большом взрыве.
А доказательства голографичности Вселенной ученые ожидают, когда заработает прибор «Голометр» на полную мощь. Ученые надеются, что он увеличит количество практических данных и знаний этого необыкновенного открытия, относящегося пока все же из области теоретической физики. Детектор устроен так: светят лазером через расщепитель луча, оттуда два луча проходят через два перпендикулярных тела, отражаются, возвращаются назад, сливаются вместе и создают интерференционную картину, где любое искажение сообщает об изменении отношения длин тел, так как гравитационная волна проходит через тела и сжимает или растягивает пространство неодинаково в разных направлениях.
— «Голометр» позволит увеличить масштаб пространства-времени и увидеть, подтвердятся ли предположения о дробной структуре Вселенной, основанные чисто на математических выводах, — предполагает профессор Хоган.
Дополнительно:
