Les hologrammes sont peut-être parmi les objets "plats" les plus intéressants que les humains puissent créer. En tant qu'ensemble d'informations entièrement tridimensionnel codé sur une surface bidimensionnelle, les hologrammes peuvent changer d'apparence en fonction de votre point de vue. Et bien que les scientifiques affirment que nous ne pouvons percevoir que trois dimensions spatiales, il peut en fait y en avoir beaucoup plus.
Par conséquent, il existe une possibilité intrigante que nous puissions être une projection holographique d'un univers multidimensionnel, dans un sens.
Un univers holographique pourrait en expliquer beaucoup. Donc, en supposant que le point de vue holographique est correct, quelle serait la relation entre une surface bidimensionnelle et une manifestation tridimensionnelle? Dans quelle mesure un hologramme est-il utile en général pour comprendre l'univers?
Nous avons tous vu des hologrammes, mais la plupart des gens ne savent pas comment ils fonctionnent réellement. Leur côté scientifique est fascinant. La photographie est simple: vous prenez la lumière émise ou réfléchie par un objet, vous la focalisez dans un objectif et vous l'enregistrez sur une surface plane. Ce n'est pas seulement la photographie qui fonctionne: votre œil fonctionne de la même manière. La lentille de votre globe oculaire concentre la lumière et les tiges et les cônes à l'arrière de votre œil l'enregistrent, envoyant des signaux à votre cerveau, qui la convertit en une image.
Cependant, en utilisant une émulsion spéciale et une lumière cohérente (c'est-à-dire laser), vous pouvez créer une carte de tout le champ lumineux d'un objet, c'est-à-dire un hologramme. Les variations de densité, de texture, de transparence, etc. peuvent être enregistrées avec précision. Lorsqu'elle est correctement éclairée, cette carte 2D plate affiche un ensemble complet d'informations 3D qui changent avec votre perspective et, ce qui est plus intéressant, le fait pour n'importe quelle perspective possible à partir de laquelle vous pouvez la regarder. Imprimez-le sur un film métallique et vous obtenez un hologramme simple et traditionnel.
Notre univers, tel que nous le percevons, a trois dimensions spatiales qui s'offrent à nous. Mais que faire s'il y en a beaucoup plus? Tout comme un hologramme ordinaire est une surface bidimensionnelle qui code un ensemble complet d'informations sur notre univers tridimensionnel, notre univers tridimensionnel peut-il coder des informations sur la réalité fondamentalement quatre - ou - plus - dimensionnelle dans laquelle nous sommes piégés? En principe, cela est possible, et un certain nombre de possibilités amusantes en découlent. Certes, ces possibilités ont aussi leurs limites, qu'il est important de comprendre.
L'idée que notre univers pourrait être un hologramme est venue du concept de théorie des cordes. La théorie des cordes a émergé de l'hypothèse - le modèle des cordes - qui expliquerait les interactions fortes selon lesquelles les protons, neutrons et autres baryons (et mésons) ont une structure composite. Elle a fait un tas de prédictions absurdes qui ne correspondaient pas aux expériences, y compris l'existence d'une particule de spin-2, mais les gens se sont rendu compte que si l'échelle d'énergie était déplacée vers l'échelle de Planck, le modèle à cordes pourrait combiner des forces fondamentales connues avec la gravité. C'est ainsi qu'est née la théorie des cordes. Le plus ou le moins (selon le côté que vous regardez) ce modèle est qu'il nécessite plus de mesures. La prochaine question sérieuse était de savoir comment nous pouvons extraire notre univers avec trois dimensions spatiales de la théorie,dans lequel il y a beaucoup plus de ces dimensions. Et laquelle des théories des cordes (et il y en a beaucoup) sera la plus correcte?
Peut-être que les nombreux modèles et scénarios différents de la théorie des cordes ne sont que des aspects différents de la même théorie fondamentale vue sous des angles différents. En mathématiques, deux systèmes qui sont équivalents l'un à l'autre sont connus sous le nom de «Dual» (duals), et une découverte inattendue pointée vers l'hologramme - dans le système dual, chaque côté a un nombre différent de dimensions. En 1997, le physicien Juan Maldacena a suggéré que notre univers tridimensionnel (plus le temps), avec ses théories quantiques des champs décrivant les particules élémentaires et les interactions, était duel à un espace-temps plus multidimensionnel (espace anti-de Sitter), ce qui a des implications pour les théories quantiques de la gravité. …
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Jusqu'à présent, les seules dualités que nous avons trouvées lient les propriétés de l'espace multidimensionnel à sa limite inférieure unidimensionnelle: les dimensions décroissantes de un. Il n'est pas encore clair si nous pouvons déduire de la théorie des cordes à dix dimensions un univers à trois dimensions comme le nôtre afin qu'ils soient duels. Nous pouvons créer des hologrammes bidimensionnels en codant uniquement des informations tridimensionnelles; nous ne pouvons pas encoder des informations en quatre dimensions dans un hologramme en trois dimensions; nous ne pouvons pas encoder notre univers tridimensionnel en unidimensionnel.
Une autre raison intéressante pour laquelle deux espaces de dimensions différentes sont duels est la suivante: à la surface d'une frontière de faible dimension, moins d'informations sont disponibles qu'à l'intérieur du volume d'espace total que cette frontière contient. Donc si vous changez.
