Wie das Team aus Astrophysikern und Physikern der University of Southampton, der kanadischen University of Waterloo und dem Perimeter Institute, dem italienischen Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) und der Università del Salento aktuell im Fachjournal „Physical Review Letters“ (DOI: 10.1103/PhysRevLett.118.041301) berichten, basiert das Bild von einem holografischen Universum auf der Vorstellung von einer zweidimensionalen und begrenzten Oberfläche, innerhalb derer alle Informationen, die unsere dreidimensionale „Realität“ ausmachen beinhaltet ist.
„Stellen Sie sich vor, dass alles, was sie in drei Dimensionen sehen, fühlen und hören und auch unsere Wahrnehmung von Zeit in Wirklichkeit nur einem zweidimensionalen Feld entspringt“, erläutert Professor Kostas Skenderis von der University of Southampton und führt dazu weiter aus: „Tatsächlich ist diese Idee mit einem gewöhnlichen Hologramm zu vergleichen, in dem ein dreidimensionales Bild einer zweidimensionalen Quelle bzw. Oberfläche entspringt – etwa eben dem Hologramm auf ihrer Kreditskarte. In diesem Fall ist es allerdings nicht das Bild einer Taube oder eines Globus, sondern eben das gesamte Universum.“ Auch das Betrachten eines 3D-Films (auch wenn dieser keine holografischen Eigenschaften besitzt) könne das Konzept veranschaulichen: „Hier sehen wir Bilder, die Höhe, Breite und Tiefe besitzen – obwohl sie in Wirklichkeit einem zweidimensionalen, also flachen Bildschirm entspringen. Der Unterschied zu unserem 3D-Universum sei lediglich der, dass wir darin Dinge berühren können und uns die „Projektion“ als (unsere) Realität erscheint.
Durch die gewaltigen technologischen Fortschritte der vergangenen Jahrzehnte, gelang es Wissenschaftlern aus dem ursprünglich lediglich „weißen TV-Rauschen“ der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung als sogenanntem „Echo des Urknalls“ immer mehr Daten zu extrahieren.
Anhand dieser Daten waren die Forscher sodann in der Lage, komplexe Vergleiche zwischen Netzwerken verschiedener Merkmale dieser Daten und der sogenannten Quantenfeldtheorie zu ziehen. Hierbei entdeckten sie, dass einige der einfachsten Quantenfeldtheorien nahezu alle kosmologischen Beobachtungen im frühen Universum erklären können.
Für Professor Skenderis ist die Holografie somit „ein großer Schritt vorwärts in der Art und Weise, wie wir über die Struktur und Schöpfung des Universums denken.“ Während Einsteins Generelle Relativitätstheorie alles im großen Maßstab sehr gut erklären könne, beginne sie zu zerfallen, wenn man die Ursprünge und Mechanismen des Universums auf der Quantenebene untersuche.
Schon seit Jahrzehnten suchen Wissenschaftler nach einer Kombination zwischen Einsteins Gravitations- und der Quantentheorie. Einige Wissenschaftler glauben, das Konzept des holografischen Universums habe das Potential, genau diese Vereinigung zu erreichen.
Copyright: Paul McFadden
Grafik (oben) zur zeitlichen Entwicklung eines holografischen Universums (v.l.n.r.): Die verschwommenen Bilder entsprechen der frühen Phase des Universums, in der Raum und Zeit noch nicht genau definiert sind. Am Ende dieser Phase (Mitte) geht das Universum in die „geometrische Phase“ über, von der ab es mit Hilfe von Einsteins Gleichungen beschrieben werden kann. Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung wurde 375.000 Jahre später abgegeben. Davon darin eingeprägte Muster tragen (bis heute) Informationen über das sehr frühe Universum in sich und bildeten die Grundlage für die Entwicklung der Strukturen von Sternen und Galaxien in der jüngsten Phase des Universums (r.).
„Stellen Sie sich vor, dass alles, was sie in drei Dimensionen sehen, fühlen und hören und auch unsere Wahrnehmung von Zeit in Wirklichkeit nur einem zweidimensionalen Feld entspringt“, erläutert Professor Kostas Skenderis von der University of Southampton und führt dazu weiter aus: „Tatsächlich ist diese Idee mit einem gewöhnlichen Hologramm zu vergleichen, in dem ein dreidimensionales Bild einer zweidimensionalen Quelle bzw. Oberfläche entspringt – etwa eben dem Hologramm auf ihrer Kreditskarte. In diesem Fall ist es allerdings nicht das Bild einer Taube oder eines Globus, sondern eben das gesamte Universum.“ Auch das Betrachten eines 3D-Films (auch wenn dieser keine holografischen Eigenschaften besitzt) könne das Konzept veranschaulichen: „Hier sehen wir Bilder, die Höhe, Breite und Tiefe besitzen – obwohl sie in Wirklichkeit einem zweidimensionalen, also flachen Bildschirm entspringen. Der Unterschied zu unserem 3D-Universum sei lediglich der, dass wir darin Dinge berühren können und uns die „Projektion“ als (unsere) Realität erscheint.
Durch die gewaltigen technologischen Fortschritte der vergangenen Jahrzehnte, gelang es Wissenschaftlern aus dem ursprünglich lediglich „weißen TV-Rauschen“ der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung als sogenanntem „Echo des Urknalls“ immer mehr Daten zu extrahieren.
Anhand dieser Daten waren die Forscher sodann in der Lage, komplexe Vergleiche zwischen Netzwerken verschiedener Merkmale dieser Daten und der sogenannten Quantenfeldtheorie zu ziehen. Hierbei entdeckten sie, dass einige der einfachsten Quantenfeldtheorien nahezu alle kosmologischen Beobachtungen im frühen Universum erklären können.
Für Professor Skenderis ist die Holografie somit „ein großer Schritt vorwärts in der Art und Weise, wie wir über die Struktur und Schöpfung des Universums denken.“ Während Einsteins Generelle Relativitätstheorie alles im großen Maßstab sehr gut erklären könne, beginne sie zu zerfallen, wenn man die Ursprünge und Mechanismen des Universums auf der Quantenebene untersuche.
Schon seit Jahrzehnten suchen Wissenschaftler nach einer Kombination zwischen Einsteins Gravitations- und der Quantentheorie. Einige Wissenschaftler glauben, das Konzept des holografischen Universums habe das Potential, genau diese Vereinigung zu erreichen.
Copyright: Paul McFadden
Grafik (oben) zur zeitlichen Entwicklung eines holografischen Universums (v.l.n.r.): Die verschwommenen Bilder entsprechen der frühen Phase des Universums, in der Raum und Zeit noch nicht genau definiert sind. Am Ende dieser Phase (Mitte) geht das Universum in die „geometrische Phase“ über, von der ab es mit Hilfe von Einsteins Gleichungen beschrieben werden kann. Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung wurde 375.000 Jahre später abgegeben. Davon darin eingeprägte Muster tragen (bis heute) Informationen über das sehr frühe Universum in sich und bildeten die Grundlage für die Entwicklung der Strukturen von Sternen und Galaxien in der jüngsten Phase des Universums (r.).
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