Fermilabi füüsik Carl Hogan soovitab GEO 600 gravitatsioonilainedetektoril põhineda, et meie 3D-universum võib olla hologramm

  • 2013

2008. aastal põhjustas Fermilabis töötav osakeste astrofüüsik Carl Hogan hämmastava ettepanekuga sensatsiooni: 3D-universum, milles me arvame elavat, pole midagi muud kui hologramm. Nüüd ehitab ta kõigi aegade kõige täpsemat kella, et otse mõõta, kas meie tegelikkus on illusioon.

Idee, et kosmoseaeg ei pruugi olla täiesti sujuv - nagu digitaalpilt, mis näitab kasvavat pikslit, kuna see suurendab -, pakkusid varem välja Stephen Hawking ja teised. Võimalikud tõendid selle mudeli kohta ilmusid eelmisel aastal seletamatus müras, mis tabas GEO600 eksperimenti Saksamaal, mis otsib mustadest aukudest gravitatsioonilisi laineid. Hogani jaoks näitab see müra, et eksperiment on jõudnud ruumi-aja pikslite eraldusvõime alumisse piiri.

Mustade aukude füüsika, milles ruum ja aeg on kokku surutud, annab matemaatikale aluse, mis näitab, et kolmandat mõõdet ei pruugi olla. Selles universumi kahemõõtmelises joonises oleks see, mida me tajume kolmanda mõõtmena, tegelikkuses sügavusega läbi põimitud aja projektsioon. Kui see on tõsi, võib illusiooni säilitada ainult seni, kuni meie seadmed muutuvad piisavalt tundlikuks, et leida oma piirid.

"Te ei saa tajuda, sest miski ei liigu kunagi kiiremini kui valgus, " ütleb Hogan. "See holograafiline nägemus näeks universumi välja, kui see oleks footonil."

Kõik ei ole selle mõttega nõus. Selle alused koosnevad matemaatilistest andmetest, mitte nagu tavaliselt teoreetilises füüsikas. Ja kuigi holograafiline universum võiks vastata paljudele mustade aukude ja muude paradokside füüsikaga seotud küsimustele, on see vastuolus klassikalise geomeetriaga, mis nõuab ruumis-ajas pidevalt ja sujuvalt kulgevat universumit.

"Seetõttu tahame ehitada masina, mis annaks kõige tundlikuma mõõtmise, mis ruumi aeg-aeg ise on tehtud, " ütleb Hogan. "See on holomeeter." 2008. aastal põhjustas Fermilabis töötav osakeste astrofüüsik Carl Hogan hämmastava ettepanekuga sensatsiooni: 3D-universum, milles me arvame elavat, pole midagi muud kui hologramm. Nüüd ehitab ta kõigi aegade kõige täpsemat kella, et otse mõõta, kas meie tegelikkus on illusioon.

"Seetõttu tahame ehitada masina, mis annaks kõige tundlikuma mõõtmise, mis ruumi aeg-aeg ise on tehtud, " ütleb Hogan. "See on holomeeter."

Nimetust “holomeeter” kasutati esmakordselt 17. sajandil loodud mõõteseadme jaoks, mis on “mõõteriist kõigi mõõtmiste tegemiseks nii Maal kui ka taevas”. Hogan arvas, et see sobib hästi tema holograafilise interferomeetri missiooniga, mida praegu Fermilabi suurimas laserlaboris arendatakse.

Klassikalises interferomeetris, mis loodi algselt 1800. aastate lõpus, lööb vaakumis olev laserkiir peeglile, mida nimetatakse kiirte jagajaks, mis jagab selle kaheks. Kaks tala liiguvad erineva nurga all mööda kahte vaakumtoru, enne kui löövad peeglid otsa ja põrkavad jagaja poole tagasi.

Kuna vaakumis levib valgus ühtlase kiirusega, peaksid kaks tala jõudma täpselt samal ajal tagasi peegli juurde ja nende lained tuleks sünkroniseerida, et muuta ühte tala. Igasugune segav vibratsioon muudab lainete sagedust läbitud vahemaa jooksul väga pisut. Jagaja juurde naastes neid enam ei sünkroonita.

Holomeetris nähakse seda sünkroniseerimise kaotust agitatsioonina või vibratsioonina, mis tähistab liikumisi ruumis-ajas ise, nagu raadio valge müra, mis saabub väga väikese ribalaiuse korral.

Fermilab ehitab kõigi aegade kõige täpsema kella, et mõõta otse, kui meie tegelikkus on illusioon.

Holomeetri täpsus tähendab, et see ei pea olema suur; 40 meetri pikkused, vaid sajandik nende interferomeetrite suurusest, mida kasutatakse praegu mustade aukude ja supernoovade gravitatsioonilainete mõõtmiseks. Kuna mõõdetava aegruumi sagedused on nii kiired, peab see olema väga lühikese ajaintervalliga täpsem, seitsme suurusjärgu võrra täpsem kui ükski kell Aatom olemas.

Kosmose-aja löögid esinevad miljoneid kordi sekundis, tuhat korda rohkem kui teie kõrv kuuleb, ütles Aaron Chou, eksperimentaalfüüsik Fermilab, kelle laboris töötatakse välja holomeetri prototüüpe. Aine ei meeldi sellisel kiirusel segada. Kõrvaklappidega võis gravitatsioonilisi sagedusi kuulata.

Chou sõnul on peamine trikk näidata, et vibratsioon ei tulene instrumendist. Kasutades kõrvaklappidega sarnast tehnoloogiat, mis summutab müra, tuvastavad instrumendi välisandurid vibratsiooni ja raputavad peeglit nende tühistamiseks sama sagedusega. Igasugune sagedamini esinev agitatsioon, teadlaste väitel, on tõend ruumiaja hajutamisest.

GEO 600 gravitatsioonilainedetektori laserkiirt saab näha ainult spetsiaalse seadme abil.

Chou sõnul suurendame holomeetril olevate pikkade käsivartega ruumi-aja ebakindlust. Hogani meeskonnale meeldis holomeetri idee nii palju, et nad otsustasid ehitada kaks. Üksteisest kõrgemal asuvad mõõteriistad võivad mõõtmisi vastastikku kinnitada.

Sel kuul, olles suutnud ehitada 40-meetrise varda 1-meetrise prototüübi, keevitavad nad vaakumvarraste esimese osa. Hogan loodab andmete salvestamist alustada järgmisel aastal. Inimestel, kes proovivad reaalsust kujundada, pole andmeid, lihtsalt palju ilusat matemaatikat, ütles Hogan . Loodan, et see andis neile midagi, millega töötada.

Järgmine Artikkel