Trojrozměrnost vesmíru může být jen iluzí, ve skutečnosti můžeme žít ve dvourozměrném světě. Tuto myšlenku připomíná v magazínu Popular Mechanics teoretický kosmolog Paul M. Sutter z Univerzity ve Stony Brooku.

„S tím, jak teoretická fyzika proniká hlouběji do základní podstaty reality, nezbývá nám, než se potýkat se s otázkami, které nám zanechává. Někteří fyzici například tvrdí, že náš vesmír je pouhou iluzí, výtvorem kvantových machinací odehrávajících se v prostředí nižších dimenzí, jinými slovy, hologramem,“ píše Sutter.

Jak vysvětlit černou díru?

Dvojrozměrnost našeho světa by vysvětlovala několik záhadných fyzikálních jevů a objektů, především černé díry. Tyto objekty mají překvapivou vlastnost.

Množství informací v černé díře nesouvisí s jejím 3D rozměrem. Je spojen s dvourozměrným povrchem na jejím horizontu událostí. To je oblast, kde je úniková rychlost rovna rychlosti světla a kde silné gravitační pole brání všemu uvnitř horizontu událostí uniknout přes jeho povrch.

V tom se černé díry liší od všech dalších známých vesmírných objektů.

Co když ale nejsou černé díry ve své dvojrozměrnosti osamocené, naopak nám ukazují pravou podstatu všech dalších objektů vesmíru? Právě takovou otázkou se zabývá Sutter.

Dvojrozměrnost univerza popisuje teorie holografického vesmíru. Její název pochází z holografie – dvourozměrného obrázku, který však do své podstaty dokáže začlenit informace vytvářející iluzi trojrozměrnosti.

Příběh za vznikem teorie holografického vesmíru je ale mnohem složitější – a teoretičtější.

Začínalo to matematickou hrou…

Povrch černých děr je v debatě o povaze vesmíru jen dílčí zápletkou. Větší záhadou je kvantová gravitace. I dnes, kdy máme velmi dobré představy o tom, co gravitace umí v rozměrech celého vesmíru, nemáme uspokojivé vysvětlení, jak gravitace vzniká a funguje na té nejmenší, kvantové úrovni.

Sutter připomíná, že myšlenka holografického vesmíru, který toto téma řeší, není nová. V roce 1997 s ní přišel fyzik Juan Maldacena. Problém, který neumíme řešit (kvantovou gravitaci), dokázal převést na problém, který řešit umíme.

Maldacena vytvořil ve své teorii vesmír jiný, než ho vnímáme kolem sebe. Zatímco v našem trojrozměrném prostoru je problém vysvětlit, jak gravitace funguje a proč vůbec funguje, ve dvourozměrném vesmíru je gravitace snáz matematicky řešitelná. Odehrává se na ploše.

Svůj model pokládal Maldacena za pouhou matematickou hru. Jenže někteří fyzikové myšlenku rozvinuli z pouhého nástroje pro řešení problémů s gravitací na vysvětlení gravitace samotné. Podle nich žijeme v holografickém vesmíru, v němž mnoho úkazů vzniká jinak, než jak se nám jeví.

Pokud je jejich hypotéza správná, pak to, co vnímáme jako trojrozměrný vesmír plný trojrozměrných objektů, které na sebe působí gravitací, je ve skutečnosti prostor dvourozměrný napěchovaný stěží pochopitelnými kvantovými zvláštnostmi.

Skutečné důsledky holografické hypotézy jsou přitom nejasné. Někteří z vědců tvrdí, že naše „realita je iluze“, nebo že to, co vnímáme jako prostor, čas a gravitaci, jsou jen projevy hlubší reality existující v menším počtu dimenzí. Popřípadě, že náš vesmír je doslova matrixový hologram uvnitř simulace.

Většina fyziků, mezi nimi i Sutter, však nepokládá holografický princip za víc než za zajímavý nápad bez reálných důkazů. Upozorňují na jeho četné nedostatky.

Hypotéza, ve které zejí díry

„Maldacenova konstrukce z roku 1997 počítala s vesmírem, v němž existuje pět rozměrů. Náš vesmír má však tři prostorové dimenze, ne pět, a má časovou dimenzi. Není prázdný a neuzavírá se do sebe, ale je naplněn hmotou a zářením a prochází fází zrychleného rozpínání. A co je nejdůležitější, náš vesmír nemá definovanou hranici, takže celý vnitřní smysl holografického principu je na vodě,“ píše Sutter.

Je nicméně možné, že v budoucnu se dočkáme nového vysvětlení povahy vesmíru. Jak bude vypadat zatím nevíme. To napoví až další bádání nad teoriemi i jejich ověřování.

Zatím budou předkládány nejrůznější bizarní možnosti toho, jak náš vesmír funguje. Lidská fantazie nezná hranic.