E se l’universo fosse un ologramma?

[Red Hanuman]

E se l’universo fosse un ologramma?
Per descrivere l’universo potrebbero bastare anche meno dimensioni di quante avremmo mai potuto pensare, e non si tratta di una freddura da matematici: nuovi calcoli dimostrano che si tratta di caratteristiche fondamentali dello spazio stesso
di Davide Coero Borga


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Crediti: TU Wien.


Lunghezza, larghezza, altezza. A prima vista non sembrano poterci essere dubbi: la realtà che abitiamo è tridimensionale. Eppure una delle teorie più chiacchierate in fisica negli ultimi anni sembra mettere in discussione anche questo assunto consolidato. Il cosiddetto principio olografico afferma che una descrizione matematica dell’universo potrebbe tranquillamente fare a meno di una delle dimensioni previste. Quello che noi percepiamo come tridimensionale potrebbe essere nient’altro che un trucco: un ologramma 3D su un enorme orizzonte cosmico 2D.


E se fino a ieri idee del genere erano considerate quantomeno esotiche, diventano credibili oggi grazie ai risultati ottenuti dagli scienziati della Vienna University of Technology (TU Wien (http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.111602)): il principio olografico vale anche in uno spaziotempo piatto.


Tutti conosciamo gli ologrammi delle banconote o delle carte di credito. Sono oggetti bidimensionali, che pur tuttavia si presentano ai nostri occhi con le caratteristiche della tridimensionalità. L’universo che abitiamo potrebbe comportarsi in maniera non dissimile dagli ologrammi: il team di ricerca di Daniel Grumiller, della TU Wien, ha lavorato a questa idea per tre anni consecutivi collaborando con le università di Edimburgo, Harvard, IISER Pune, Kyoto e il MIT. I risultati sono appena stati pubblicati sulla rivista Physical Review Letters e confermano la validità del principio di corrispondenza in un universo piatto.


«Se la gravità quantistica in un universo piatto ci consente di avere una descrizione olografica a partire dalla teoria quantistica standard, allora ci devono essere grandezze fisiche calcolabili in entrambe le teorie, e i risultati devono combaciare», spiega Grumiller. Ed è soprattutto una caratteristica fondamentale della meccanica quantistica – l’entanglement – a dover apparire nella teoria gravitazionale (ne abbiamo parlato approfonditamente su MediaINAF (http://www.media.inaf.it/2014/08/27/fermilab-olometro/)).


Semplificando brutalmente, il fenomeno dell’entanglement quantistico sarebbe una rappresentazione nell’universo a 3D (senza dunque considerare la gravità) di quello che sono i wormholes in un universo a 4D (con la gravità). Insomma, il cunicolo spazio-temporale che unisce una coppia di buchi neri situati agli estremi opposti dell’universo e l’ineffabile stringa che vincola in modo indissolubile le proprietà esibite da una coppia di particelle elementari non sarebbero altro che due facce della stessa medaglia. Una visione, val la pena osservare, che entrerebbe a gamba tesa nell’annosa querelle fra meccanica quantistica e relatività generale.


Grumiller, con l’aiuto di Arjun Bagchi, Rudranil Basu e Max Riegler, è riuscito a dimostrare che l’entropia di entanglement assume lo stesso valore per la gravità quantistica “piatta” e per la teoria quantistica dei campi a dimensioni ridotte.


«I nostri calcoli confermano l’ipotesi che il principio olografico può essere realizzato anche su spazi piatti», dice Riegler della TU Wien. Questa scoperta non dimostra che stiamo davvero vivendo in un ologramma. Ma a quanto pare ci sono sempre più elementi a sostegno di una validità del principio di corrispondenza nel nostro universo.

Articolo originale QUI (http://www.media.inaf.it/2015/04/28/e-se-luniverso-fosse-un-ologramma/).

[Sloop93]

Il tutto sembra (e rimane ai miei occhi ) molto complesso. Dunque secondo nuove teorie, facciamo parte di un gigantesto ologramma di un Universo a due dimensioni? (non so se è questo il sunto dell'articolo, ripeto, sono argomenti molto complicati ai miei occhi).

[Red Hanuman]

In teoria é possibile. Un po di tempo fa una notizia riportava la possibilità che il nostro universo fosse l'orizzonte degli eventi di un universo a 4d spaziali e una temporale....

[SVelo]

Non ho le competenze per controbattere, ma a me sembra quantomeno fantasioso e poi non ho capito una cosa: chi o cosa proietterebbe l'ologramma? :confused:

[Sloop93]

In teoria é possibile. Un po di tempo fa una notizia riportava la possibilità che il nostro universo fosse l'orizzonte degli eventi di un universo a 4d spaziali e una temporale....


Dunque, un semplice mortale a cosa deve credere? (magari basandosi sulle teorie che più rispecchiano la sua visione delle cose)

[Gaetano M.]

Questo è peggio di Matrix (naturalmente il film dei Fratelli Wachowskj).

[Red Hanuman]

Dunque, un semplice mortale a cosa deve credere? (magari basandosi sulle teorie che più rispecchiano la sua visione delle cose)
Ai fatti e alle prove. Finché non ce ne sono, sono tutte speculazioni... :whistling:

[Sloop93]

Magari l'intera faccenda è molto più semplice di quello che sembra. Magari è complessa solo ai nostri occhi e per la nostra mente ( o almeno per quella della maggior parte delle persone ).

[Enrico Corsaro]

L'idea è molto carina certamente e da un punto di vista matematico interessante. Però, parlando in modo pratico, come già qualcuno ha detto, ci vogliono le prove per crederci, e per intenderci non le dimostrazioni matematiche ma le osservazioni.
Se fossimo una proiezione di uno spazio a dimensioni minori, non si spiega allora come la dimensione aggiuntiva si materializzi per noi nel pratico. Le dimensioni che percepiamo esistono realmente nel nostro spazio, non sono illusive... Se vogliono portare avanti una teoria del genere, gli occorrerà trovare un modo per MISURARE, o OSSERVARE, l'Universo che proietta l'ologramma. Francamente non so praticamente nulla sui dettagli teorici di questo lavoro e quindi non ho alcuna idea di come potrebbero riuscirci, ma la vedo molto molto remota come possibilità.

[DarknessLight]

L'idea è molto carina certamente e da un punto di vista matematico interessante. Però, parlando in modo pratico, come già qualcuno ha detto, ci vogliono le prove per crederci, e per intenderci non le dimostrazioni matematiche ma le osservazioni.
Se fossimo una proiezione di uno spazio a dimensioni minori, non si spiega allora come la dimensione aggiuntiva si materializzi per noi nel pratico. Le dimensioni che percepiamo esistono realmente nel nostro spazio, non sono illusive... Se vogliono portare avanti una teoria del genere, gli occorrerà trovare un modo per MISURARE, o OSSERVARE, l'Universo che proietta l'ologramma. Francamente non so praticamente nulla sui dettagli teorici di questo lavoro e quindi non ho alcuna idea di come potrebbero riuscirci, ma la vedo molto molto remota come possibilità.

Enrico, so che la mia opinione non conta praticamente nulla, ma francamente questa dell universo orografico è un ipotesi che mi ha sempre intrigato e che la credo realmente possibile.
Ti dico perché: se pensi alla termodinamica dei buchi neri, vedi che Jacob Bekenstein ha dimostrato (basandosi sui teoremi dimostrati da Stephen Hawking) che l entropia dei buchi neri è proporzionale alla SUPERFICIE del corpo diviso l area di Planck, e NON al volume come ci si potrebbe aspettare.
Introduciamo quindi l idea che le informazioni contenute in un determinato volume di spazio possano essere completamente contenute sulla superficie di quello stesso volume. Insomma, tutte le informazioni contenute in uno spazio sono in realta contenute su di una superficie bidimensionale, proprio come per un buco nero tutta l informazione è contenuta sulla superficie dell orizzonte degli eventi.
A questo punto mi pare chiaro che l universo orografico non deve essere un ipotesi poi cosi stravagante...
Ovvio però che poi servono le prove ;)

[DarknessLight]

Tra l altro sto leggendo proprio in questo momento gli articoli in inglese sulla unificazione di gravità e MQ che hai postato nella discussione del lambda cdm.
Beh se ci pensi il discorso ER=EPR potrebbe significare proprio che l universo è un ologramma e l entaglement e i tunnel Einstein Rosen sono PROVE che lo dimostrano.

[Enrico Corsaro]

Giusto giusto, certamente e' una idea interessante come dicevo ma il motivo di queste grandi difficoltà oltre che di natura teorica e' legato alla difficile collocazione di tali teorie. Purtroppo non basta trovare prove a supporto, deve anche esistere il modo di trovare la prova o le prove che possano falsificarle. Un problema fondamentale con i BH e i wormhole e' che non riusciamo ad osservarli direttamente ad oggi. Anche verificare che un universo sia ologramma diventa molto difficile perché manca il punto di vista osservativo utile. Da un punto di vista fondamentale di natura del microcosmo la cosa cambia perché li abbiamo la possibilità di studiare i fenomeni dal punto di vista del laboratorio. Nel caso dell'entanglement si sa bene ad oggi che si tratta di un comportamento reale in natura.
Purtroppo per il resto queste teorie rimangono speculazioni, ma ciò non significa che non debbano essere sviluppate ulteriormente nella ricerca anche di modi per poterle testare.

[Enrico Corsaro]

Comunque DarknessLight, non dire che la tua opinione non conta nulla. Ognuno di noi esprime un pensiero che ha il suo valore e deve essere rispettato. Ritengo che i tuoi commenti e le tue osservazioni siano sicuramente di interesse e poi siamo qui per dibattere e imparare tutti :), quindi ben vengano i commenti!

[Sloop93]

E' intrinseco nella natura dell'uomo essere curioso, come il primo Homo che alzò gli occhi al cielo e si chiese cosa fossero tutti quei puntini. Non so se mai qualcuno scoprirà i misteri dell'Universo, della sua origine e di tutto quello che vi è contenuto.

Sono sicuro solo di una cosa, l'uomo non smetterà mai di sbattere la testa nel capire e comprendere il tutto (o almeno quello che percepisce, s'intede) che lo circonda.

[NeOFiTa]

L'universo non può essere in 2D.. L'universo nasce da un esplosione (si pensa anche da un implosione di un precedente universo) .. E le esplosioni non sono mai in 2D .. Almeno di non trovarsi in un altra dimensione.. (O bolla dimensionale dove le leggi della fisica sono quantisticamente differenti).. E poi non ho mai capito chi ha detto che due buchi neri agli estremi della galassia sono collegati tra loro..

[Red Hanuman]

No, non ci siamo NeOFiTa.... Nessuna esplosione. E' un errore comune, dovuto alla semplificazione che si fa quando si spiega il big bang. In realtà si tratta di una creazione dal nulla di spazio. E lo spazio, forse, si può creare anche in maniera olografica... :whistling:

[NeOFiTa]

Parto da un ragionamento terra-terra, l'universo nasce dal nulla.. Dal nulla non nasce nulla qualcosa per forza di cose ci doveva essere, l'universo per quel che ne conosciamo sta rallentando la sua espansione fino a quando si fermerà, essendo la gravità una delle forze più grandi riunirà il tutto, questa è la teoria più semplice, poi cene sono altre 1000 ma la semplicità in natura forse è il modo corretto di ragionare a livello cosmico :) e se noi viviamo in una esistenza reale in 3d quello che ci circonda è altrettanto in 3d, quando mandano una sonda su Giove non trovano un immenso foglio di carta con disegnato giove, il sole non è in 2D... Sono tutti calcoli teorici, anche io con la teoria posso affermare che al di la della bolla di materia oscura che contiene tutto l'universo, c'è un mondo colorato di pastello.

[Marcos64]

Penso, dal profondo della mia ignoranza, che l'unica certezza sia proprio l'assenza di granitiche verita'. La fisica quantistica ha aperto e sta aprendo scenari inimmaginabili, il nostro concetto della materia si sta sgretolando o
meglio, trasformando in maniera radicale. Gia' la comprensione della relazione tra spazio e tempo, apri' scenari
cosi' complessi che credo, molti di noi ancora fatichino non poco a capirla nelle sue molteplici ricadute.
Credo, ed in parte spero, che la scienza sia in prossimita' di una svolta epocale, svolta che richiede menti
estremamente aperte, in nessun modo vincolate a schemi noti. Ben venga anche l'universo ologramma, se non
altro e' un esercizio per allargare la nostra concezione del tutto, per ipotizzare nuove strade e generare una
nuova consapevolezza di quanto osserviamo. Mi piace pensare che, quando delle risposte arriveranno, se
arriveranno, rimarremo molto stupiti di quanto eravamo troppo abbagliati dalle nostre certezze.

[NeOFiTa]

C'è un errore di fondo.. forse mi sono spiegato male ma ci riprovo :thinking: il concetto che viene descritto non parla della realtà in cui viviamo ma in un ipotetica dimensione quantistica dove l'universo viene concepito a 2 dimensioni, e dai post mi è sembrato di capire che è stato recepito che l'universo dove noi viviamo cioè in 3 dimesioni è in realtà un ologramma a 2 dimensioni.. ma ho detto che ciò è possibile ma dove.. in una dimensione dove le leggi della gravita e la quantistica permettono questo.. per il fatto dell'ologramma.. tutto ciò che ci circonda è fatto di molecole che coesistono tra loro, se incomincio a pensarla che la tazza del caffè che uso è fatta di molecole e queste si possono dissolvere e trasformarsi in qualsiasi altra cosa è un altro discorso, in teoria allora anche la tazza del caffè è un ologramma che i miei sensi la percepiscono così, però si perde il concetto di base la realtà non come verità assoluta ma un insieme di un tutto che ha un ordine per esistere un armonia nella creazione della materia e nel suo annichilimento che non vi è mai perchè niente viene perduto.. e allora può esistere un universo a 2 dimensioni anche a una sola ma non è nella dimensione dove ci troviamo noi attualmente ma ne fa parte in un'altra dimensione quantistica