Language
Country/Area
No result found
الطبيعة الحقيقية للكون: هل نعيش حقًا في صورة ثلاثية الأبعاد؟
عندما ننظر إلى السماء المرصعة بالنجوم ونفكر في طبيعة الكون، هل يمكننا أن نصدق أن كل هذا مجرد إسقاط؟ في عالم الفيزياء، هناك نظرية مثيرة للاهتمام - مبدأ الهولوغرافيا. تدعي هذه النظرية أن كافة المعلومات الخاصة بحجم مكاني يمكن وصفها على حدود منخفضة الأبعاد معينة. وهذا يعني أن كوننا الثلاثي الأبعاد قد يكون مجرد صورة ثلاثية الأبعاد لسطح ذي أبعاد أقل.
يمكن إرجاع جذور النظرية إلى حدود بيكينستين في الديناميكا الحرارية للثقب الأسود، والتي تنص على أن الحد الأقصى للإنتروبيا في أي منطقة يتناسب مع مساحتها، وليس حجمها. وهذا يعني أن جميع المعلومات المتعلقة بداخل الثقب الأسود قد تكون محصورة بالكامل من خلال التقلبات على سطح أفق الحدث.قال جارد هوفت، الفيزيائي الذي اقترح مبدأ التصوير المجسم في سبعينيات القرن العشرين: "إن عالمنا الثلاثي الأبعاد هو في الواقع مجرد إسقاط للمعلومات على سطح ثنائي الأبعاد".
يُذهل العديد من علماء الفيزياء بإمكانية تحقيق هذه النظرية، وخاصة في سياق استكشاف الجاذبية الكمومية. وقد أخذت إيزابيلا سكاربا وليونارد سوسكيند هذا الخط الفكري إلى أبعد من ذلك وأكدا على الارتباط العميق بين سطح الكون وتجاربنا اليومية.
لا يثير مبدأ الهولوغرافيا الجدل في علم الكونيات فحسب، بل إنه يعيد تعريف فهمنا للذكاء والمعلومات أيضًا. في مقاله، تساءل بيكينستاين: "هل يمكننا أن نرى العالم في حبة رمل، أم أن هذه الفكرة مجرد مبالغة شعرية؟" وهذا يعبر عن الإمكانيات اللامحدودة المتاحة للعلماء لاستكشاف طبيعة الكون.كتب سكابا: "إن العالم الثلاثي الأبعاد الذي نراه في حياتنا اليومية ــ الكون الذي يضم المجرات والنجوم والكواكب والمنازل والصخور والبشر ــ هو في الواقع صورة ثلاثية الأبعاد، وهي عبارة عن خريطة تم إسقاطها على سطح بعيد ثنائي الأبعاد. إنها صورة واقعية. "
جوهر مبدأ الهولوغرافيا: تكافؤ المعلومات والإنتروبيا
إن الاكتشاف المهم هو التكافؤ المفاهيمي بين إنتروبيا الديناميكية الحرارية وإنتروبيا المعلومات. اكتشف كلود شانون، مؤسس نظرية المعلومات، في وقت مبكر من عمله أن الإنتروبيا يمكن استخدامها لقياس محتوى المعلومات. عندما نربط إنتروبيا شانون بالتعريف الديناميكي الحراري للإنتروبيا، فإن طبيعة الاثنين لم تعد واضحة جدًا.
كما ذكر بيكينستاين في مقالته: "إن إنتروبيا الديناميكية الحرارية وإنتروبيا شانون متكافئتان من الناحية المفاهيمية".
إنتروبيا الثقب الأسود ومفارقة المعلومات
لقد أثارت بنية داخل الثقب الأسود نقاشات لا حصر لها، وخاصة فيما يتعلق بمسألة إنتروبيا الثقب الأسود. وبحسب بيكينستاين، فإن إنتروبيا الثقب الأسود تتناسب طرديا مع مساحة أفق الحدث الخاص به، وهي فكرة تقودنا إلى إعادة النظر في التعريف التقليدي للإنتروبيا. وهذا يؤدي إلى ظهور مفارقة معلومات الثقب الأسود، أي عندما تدخل المعلومات إلى الثقب الأسود، يبدو أنها تختفي. فهل هذا ينتهك مبدأ حفظ المعلومات؟نظرية إشعاع الثقب الأسود، التي اقترحها لأول مرة ستيفن هوكينج، تلقي ضوءًا جديدًا على المشكلة؛ فمع انبعاث الإشعاع من الثقوب السوداء، يبدو أنها تتسرب معلومات حول ما بداخلها. تشير أبحاث هوكينج إلى أن الثقوب السوداء ليست مظلمة تمامًا، ولكنها مثل الجسم الساخن، تطلق الطاقة تدريجيًا في السحابة. في هذه الحالة، كيف يؤثر وجود الثقب الأسود على المعلومات؟ هل يحافظون فعليًا، إلى حد ما، على ما يدخل في تركيبهم؟
الجاذبية الكمومية والمراسلات الهولوغرافية
أحد أكثر التحقيقات وضوحًا لمبدأ الهولوغرافيا هو المطابقة بين نظرية المجال المضاد لـ دي سيتر/المطابق (AdS/CFT)، والتي تكشف عن وجود صلة عميقة بين الجاذبية الكمومية ونظرية المجال الكمومي. وأظهر هذا أنه في ظل ظروف معينة، يمكن ربط نظرية الكم للاقتران القوي بنظرية أكثر قابلية للإدارة للجاذبية وتوفير حلول للمشاكل الفيزيائية المعقدة. ويعد هذا الاكتشاف أمرا حاسما لفهمنا لكيفية عمل الكون.
التحديات المستقبلية والتحقق التجريبي
على الرغم من أن الأساس النظري لمبدأ الهولوغرافي جذاب للغاية، إلا أن هذا الرأي لا يزال بحاجة إلى المزيد من الملاحظات التجريبية لدعمه. ويقوم العلماء بتصميم تجارب مختلفة لاختبار ما إذا كانت الضوضاء الهولوغرافية موجودة في أجهزة كشف الموجات الثقالية، وهو ما قد يدعم بشكل أكبر وجود الجاذبية الكمومية. حاول بيكينستاين أيضًا تصميم تجربة بسيطة لاختبار صحة مبدأ الهولوغرافيا.
خلال العقود القليلة الماضية، حققت البشرية تقدمًا مذهلاً في فهمها للمعلومات، والطبيعة، والكون، والثقوب السوداء. ومع ذلك، لا نزال نواجه العديد من التحديات أثناء استكشافنا للآثار العميقة لمبدأ الهولوغرافيا. هل الكون الذي نعيش فيه هو في الحقيقة مجرد وهم من الضوء والظل؟