Os hologramas estão talvez entre os objetos "planos" mais interessantes que os humanos podem criar. Como um conjunto totalmente tridimensional de informações codificadas em uma superfície bidimensional, os hologramas podem mudar sua aparência dependendo do seu ponto de vista. E embora os cientistas afirmem que só podemos perceber três dimensões espaciais, na verdade pode haver muito mais.
Portanto, há uma possibilidade intrigante de que possamos ser uma projeção holográfica de um universo multidimensional, em certo sentido.
Um universo holográfico pode explicar muito. Então, supondo que o ponto de vista holográfico esteja correto, qual seria a relação entre uma superfície bidimensional e uma manifestação tridimensional? Quão útil é um holograma em geral para a compreensão do universo?
Todos nós vimos hologramas, mas a maioria das pessoas não sabe como eles realmente funcionam. Seu lado científico é fascinante. A fotografia é simples: você pega a luz emitida ou refletida de um objeto, focaliza em uma lente e a grava em uma superfície plana. Não é apenas a fotografia que funciona: seus olhos funcionam da mesma maneira. A lente do globo ocular focaliza a luz, e os cones e bastonetes na parte posterior do olho a registram, enviando sinais para o cérebro, que a converte em uma imagem.
No entanto, usando uma emulsão especial e luz coerente (ou seja, laser), você pode criar um mapa de todo o campo de luz de um objeto, ou seja, um holograma. Variações de densidade, textura, transparência e muito mais podem ser registradas com precisão. Quando devidamente iluminado, este mapa plano 2D exibe um conjunto completo de informações 3D que mudam com sua perspectiva e, o mais interessante, para qualquer perspectiva possível da qual você possa olhar para ele. Imprima em filme de metal e você terá um holograma simples e tradicional.
Nosso universo, como o percebemos, tem três dimensões espaciais à nossa disposição. Mas e se houver muitos mais? Assim como um holograma comum é uma superfície bidimensional que codifica um conjunto completo de informações sobre nosso universo tridimensional, nosso universo tridimensional pode codificar informações sobre a realidade fundamentalmente quatro - ou mais - dimensional na qual estamos presos? Em princípio, isso é possível, e daí decorrem várias possibilidades divertidas. É verdade que essas possibilidades também têm suas limitações, que é importante entender.
A ideia de que nosso universo poderia ser um holograma veio do conceito da teoria das cordas. A teoria das cordas surgiu da suposição - o modelo das cordas - que explicaria as fortes interações de que prótons, nêutrons e outros bárions (e mésons) têm uma estrutura composta. Ela fez um monte de previsões sem sentido que não se encaixaram nos experimentos, incluindo a existência de uma partícula de spin 2, mas as pessoas perceberam que se a escala de energia fosse deslocada para cima na escala de Planck, o modelo de cordas poderia combinar forças fundamentais conhecidas com gravidade. Foi assim que nasceu a teoria das cordas. O mais ou menos (dependendo de qual lado você olha) este modelo é que ele requer mais medições. A próxima questão séria era como podemos extrair nosso universo com três dimensões espaciais da teoria,em que existem muito mais dessas dimensões. E qual das teorias das cordas (e há muitas) será a mais correta?
Talvez os muitos modelos e cenários diferentes da teoria das cordas sejam apenas aspectos diferentes da mesma teoria fundamental vista de ângulos diferentes. Em matemática, dois sistemas equivalentes um ao outro são conhecidos como "Dual" (duais), e uma descoberta inesperada apontada para o holograma - no sistema dual, cada lado tem um número diferente de dimensões. Em 1997, o físico Juan Maldacena sugeriu que nosso universo tridimensional (mais o tempo), com suas teorias de campo quântico descrevendo partículas elementares e interações, é dual para um espaço-tempo mais multidimensional (espaço anti-de Sitter), o que tem implicações para as teorias quânticas da gravidade …
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Até agora, as únicas dualidades que encontramos ligam as propriedades do espaço multidimensional ao seu limite inferior unidimensional: dimensões decrescentes em um. Ainda não está claro se podemos deduzir da teoria das cordas de dez dimensões um universo tridimensional como o nosso de modo que sejam duais. Podemos criar hologramas bidimensionais codificando apenas informações tridimensionais; não podemos codificar informações quadridimensionais em um holograma tridimensional; não podemos codificar nosso universo tridimensional em unidimensional.
Outra razão interessante pela qual dois espaços com dimensões diferentes são duais é a seguinte: menos informação está disponível na superfície de uma fronteira de baixa dimensão do que dentro do volume de espaço total que essa fronteira contém. Então, se você mudar.
