私たちの世界は巨大なホログラムかもしれない

（原文）

ハノーバー南部の田園地帯を駆け抜けて、GEO600実験を見逃すことは簡単です。外側から見ると、それほど大きくは見えません。フィールドの隅には、波形の鉄で覆われた2つの長い溝がお互いに直角に現れる箱形の仮設建物が並んでいます。しかし、金属シートの下には、600メートルも伸びる検出器があります。

過去7年間、ドイツのこのセッティングでは、中性子星やブラックホールなどの超高密度の天体によって打ち切られた時空の波紋が重力波を探していました。これまでGEO600は重力波を検出していませんでしたが、半世紀にわたって物理学において最も重要な発見を誤って行った可能性があります。

何ヶ月もの間、GEO600のチームメンバーは、巨大な検出器を悩ませている不可解な騒音に頭を悩ませていました。その後、青色のうち、研究者が彼らに近づいて説明をしました。実際に、彼はそれが検出されていることを知る前に騒音を予測していました。イリノイ州バタビアのフェルミラブル粒子物理学研究所の物理学者Craig Hoganによると、GEO600は時空の基本的な限界に直面しています。時空がアインシュタインの滑らかな連続体のように行動しなくなり、代わりに「穀物」と、新聞の写真が拡大するにつれてドットに溶け込むのと同じように、「GEO600は時空の微妙な量子痙攣に襲われているようです。

これがあなたの靴下を吹き飛ばさないなら、Fermilabの粒子宇宙物理学センターのディレクターに任命されたばかりのHoganは、店舗内でさらに大きなショックを受けています。「GEO600の結果が疑わしい場合は、巨大な宇宙のホログラムに住んでいる。

私たちがホログラムに住んでいるという考えは、おそらくばかげて聞こえるかもしれませんが、それはブラックホールに対する理解を自然に拡張したものです。それは、宇宙が最も基本的なレベルでどのように働くかという理論に苦しんでいる物理学者にとって、驚くほど有益でもあります。

クレジットカードや紙幣で見つけたホログラムは、2次元のプラスチックフィルムでエッチングされます。光が反射して跳ね返ると、3D画像の外観が再現されます。 1990年代に、物理学者のLeonard SusskindとNobelの受賞者Gerard 't Hooftは、同じ原理が宇宙全体に当てはまるかもしれないと示唆した。私たちの日々の経験は、遠く離れた2次元表面上で起こる物理的プロセスのホログラフィック投影です。

「ホログラフィック原理」は私たちの感性に挑戦します。あなたが目を覚まし、歯を磨いて、宇宙の境界で起こっている何かのためにこの記事を読んでいると信じるのは難しいようです。私たちが実際にホログラムに住んでいれば、それがどういう意味かは分かりませんが、理論家はホログラフィック原理の多くの点が真実だと信じる理由があります。

Susskindとt Hooftの素晴らしいアイデアは、イスラエルのエルバレムのヘブライ大学のJacob Bekensteinとケンブリッジ大学のStephen Hawkingによるブラックホールに関する画期的な研究によって動機付けられました。 1970年代半ば、ホーキングは、ブラックホールは実際には完全に "黒"ではなく、ゆっくり放射を放射して、それらを蒸発させて最終的に消滅させることを示しました。ホーキング放射はブラックホールの内部に関する情報を伝えないので、これはパズルをもたらす。ブラックホールが消滅したとき、ブラックホールを形成するために崩壊した星についての情報はすべて消滅し、情報が破壊されないという広く認められた原則に反する。これはブラックホール情報のパラドックスとして知られています。

Bekensteinの仕事は、パラドックスを解決する上で重要な手がかりを与えました。彼は、その情報量と同義のブラックホールのエントロピーは、そのイベントの地平線の表面積に比例することを発見した。これは、ブラックホールを覆い隠して、物質や光の漏れのない点をマークする理論的な面です。理論家たちは、イベントの地平線で微視的な量子リップルがブラックホール内部の情報を符号化できることを示して以来、ブラックホールが蒸発するにつれて謎の情報損失はありません。

重要な物理的な洞察が得られます。前駆星の3D情報は、2Dホログラムにエンコードされているオブジェクトの3Dイメージとは異なり、後続のブラックホールの2Dホライズンで完全にエンコードできます。 Susskindと 't Hooftは、宇宙には、宇宙の137億年の寿命の中で、光が私たちに届く時間を超えた境界から、宇宙にも地平線があるという基礎に基づいて、宇宙全体への洞察を広げました。さらに、プリンストンの高等研究所のJuan Maldacenaなど、いくつかの文字列理論家による研究は、その考えが正しいことを確認しています。彼は、5つの次元を持ち、プリングルのような仮説的な宇宙の中の物理学は、4次元の境界上で起こっている物理学と同じであることを示しました。