<ص>
في الفيزياء الحديثة، أثار موضوع طبيعة المعلومات وعلاقتها بالمادة تفكير العديد من العلماء. وفقًا لمبدأ التصوير المجسم، يمكن فهم كيفية عمل الكون من خلال المعلومات، وهي وجهة نظر تغير فهمنا الأساسي للكيانات المادية. تم اقتراح مبدأ الهولوغرافيا لأول مرة بواسطة جيرارد هوفت وتم تطويره والتعبير عنه بواسطة ليام سوسكيند. الفكرة الأساسية لهذا المبدأ هي أن وصف الفضاء ثلاثي الأبعاد يمكن اعتباره في الواقع جزءًا من حدود ثنائية الأبعاد. معلومات عن
"إن العالم الثلاثي الأبعاد الذي نختبره - المليء بالمجرات والكواكب والمنازل والصخور والبشر - هو في الواقع صورة ثلاثية الأبعاد، وهي حقيقة مشفرة على سطح بعيد ثنائي الأبعاد."
<ص>
يأتي أساس هذه النظرية من حد بيكينستين، الذي ينص على أن الحد الأقصى للإنتروبيا لأي منطقة يتناسب مع مساحتها، وليس مع حجمها. وهذا يوضح أن محتوى المعلومات لكل من الثقوب السوداء والمادة العادية يمكن تسجيله بالكامل عند حدودهما، مما يسمح لنا بإعادة التفكير في كيفية تكوين المادة.
مفارقة معلومات الثقب الأسود
<ص>
وأظهرت حسابات هوكينج أن الإشعاع المنبعث من الثقب الأسود يبدو مستقلاً عن المادة التي يمتصها، وهو ما أثار مفارقة عميقة. وفقا لميكانيكا الكم، عندما تتغير الدالة الموجية لحالة كمية، ينبغي أن يكون هناك تدفق مماثل للمعلومات. ومع ذلك، إذا كان الثقب الأسود قادراً على امتصاص الحالات النقية ولكن إعادة إصدار الإشعاع في حالات مختلطة فقط، فهذا يعني ضياع المعلومات، مما ينتهك مبدأ أساسياً في ميكانيكا الكم. وتدفع هذه المفارقة العلماء إلى استكشاف العلاقة الأعمق بين البنية الكونية والمعلومات.
"إن إنتروبيا الثقب الأسود تتناسب طرديًا مع مساحة أفق الحدث الخاص به، وليس بالطريقة المعتادة التي يجب أن تزداد بها مع الحجم."
تكافؤ المعلومات والمادة
<ص>
تقليديا، تم اعتبار الإنتروبيا مقياسًا لـ "الاضطراب" في النظام الفيزيائي. ومع ذلك، باستخدام مفهوم إنتروبيا شانون، يمكن أيضًا النظر إلى كمية المعلومات كمقياس لوجود المادة، مما أدى إلى ظهور وجهة نظر جديدة مفادها أنه قد تكون هناك علاقة جوهرية عميقة بين خصائص المادة ومحتوى المعلومات. .
<ص>
في مقاله، أشار بيكينستاين إلى أن إنتروبيا الديناميكية الحرارية وإنتروبيا شانون متكافئتان من الناحية المفاهيمية، وهو ما يوفر لنا منظورًا جديدًا تمامًا لفهم الحدود بين المادة والمعلومات. سأل:
"هل يمكننا أن نرى العالم كله في حبة رمل، كما وصفها ويليام بليك، أم أن هذه مجرد عبارة شعرية؟"
هذا السؤال يدفع الناس إلى التأمل فيما إذا كانت المعلومات هي المفتاح لفهم وجود المادة.
مراسلات AdS/CFT وممارسة مبدأ الهولوغرافيا
<ص>
تمثل مطابقة AdS/CFT توضيحًا مهمًا لمبدأ الهولوغرافيا، حيث توفر اتصالًا بين فضاء دي سيتر المضاد ونظرية المجال المطابق. لا توفر هذه المراسلات وسيلة لتوحيد نظريات الجاذبية الكمومية فحسب، بل تسمح لنا أيضًا بدراسة نظريات المجال المقترنة بقوة بطريقة نظرية المجال الكمومي. وفقًا لهذه المراسلات، عندما تظهر التفاعلات القوية في نظرية المجال الكمومي، فإن المجالات في نظرية الجاذبية هي تفاعلات ضعيفة.
<ص>
وهذا يتيح تحويل العديد من مشاكل الفيزياء النووية وفيزياء المادة المكثفة إلى مشاكل أكثر قابلية للحل رياضيا، وهو ما يؤدي إلى تقدم كبير في فهمنا للعالم الكمومي.
اختبار تجريبي لمبدأ الهولوغرافيا
<ص>
على الرغم من أن الأساس النظري لمبدأ الهولوغرافي مقبول على نطاق واسع، إلا أن التحقق التجريبي لا يزال يواجه تحديات. وقد توفر تجارب الجسيمات الصغيرة رؤى جديدة حول مبدأ الهولوغرافيا، وقد اقترح بيكينستاين اختباره في تجارب على الطاولات. ومع ذلك، لا يزال هناك نقص في البيانات التجريبية المقبولة على نطاق واسع لدعم هذه النظريات.
<ص>
على سبيل المثال، اقترح كيرك هوجان من مختبر فيرمي الوطني أنه وفقًا لمبدأ الهولوغرافيا، فإن التقلبات الكمية في الموضع المكاني ينبغي أن تؤدي إلى "ضوضاء هولوجرافية" قابلة للقياس يمكن رصدها في أجهزة كشف الموجات الثقالية. ومع ذلك، لم يتم الاعتراف بهذه الادعاءات على نطاق واسع من قبل المجتمع العلمي.
<ص>
ومع استمرار العلماء في دراسة الجاذبية الكمية ومبادئ التصوير المجسم، فإنهم يتوقعون المزيد من الاكتشافات الرائدة التي ستمنحنا فهمًا أعمق لكيفية عمل الكون.
<ص>
وتحت هذه النظرية المعقدة، هل هناك حقيقة أعمق لم نفهمها بعد؟