- Je vesmír skutečný, nebo jde o hologram?
- Vědci provedli test na kvantovém počítači
- Výsledek experimentu je překvapil
Červí díra vytvořená pomocí počítače Google Sycamore 2 nebyla vytvořena pomocí gravitace, ale prostřednictvím kvantového provázání. Propojením qubitů, neboli kvantových bitů v miniaturních supravodivých obvodech, se fyzikům podařilo vytvořit portál, přes který posílali informace. Experiment naznačil, že náš vesmír je zřejmě hologram vytvořený kvantovou informací.
Nepřehlédněte: Červí díra jako stroj času? Vědci tvrdí, že ji možná máme přímo před očima, stačí jen lépe koukat
Vědecký průlom?
Červí díry jsou hypotetické tunely časoprostorem, které jsou na obou koncích propojeny černými dírami. Ve vesmíru pomáhá vytvořit podmínky pro vznik červích děr obrovská gravitace černých děr, ale červí díry simulované v tomto experimentu jsou zcela jiné: jde o počítačový model, který při imitaci dvou černých děr a posílání informací portálem spoléhá na proces zvaný kvantová teleportace.
Oba procesy utváření červích děr jsou na první pohled zcela jiné, ale podle vědců se možná nakonec až tolik neliší. Podle hypotézy zvané holografický princip by gravitace, která se rozpadá v okolí singularit černých děr (Einsteinova obecná relativita), mohla ve skutečnosti vzniknout na základě podivných pravidel, jimiž se řídí velmi malé objekty, jako jsou qubity (kvantová mechanika).
„Vypadá to jako kachna, chodí to jako kachna, kváká to jako kachna. To je to, co můžeme v tuto chvíli říci,“ řekl v časopisu Nature spoluautor studie Joseph Lykken, fyzik a zástupce ředitele výzkumu ve Fermilabu. „Máme něco, co z hlediska vlastností, na které se díváme, vypadá jako červí díra.“
Wormhole simulated in quantum computer could bolster theory that the universe is a hologram https://t.co/Gy5tbrKs34
— Live Science (@LiveScience) December 1, 2022
Einsteinův slavný článek
Zmínka o červích dírách se poprvé objevila ve slavné práci práci Alberta Einsteina a Nathana Rosena z roku 1935, ve které uvedli, že červí díra je hypotetický objekt umožněný schopností časoprostoru utvořit „zkratku“ přes prostor a čas. Tento fenomén je dnes popisován jako tzv. „Einsteinův–Rosenův most“. Jejich teorie byla pokusem nabídnout alternativní vysvětlení bodů v prostoru zvaných singularity: Jádra černých děr, kde se hmota nekonečně koncentruje v jediném bodě a vytváří tak silné gravitační pole, že časoprostor je deformován.
Měsíc před slavným článkem Einstein nicméně tvrdil trochu něco jiného. Uváděl, že pokud by platila pravidla kvantové mechaniky, mohly by se vlastnosti dvou částic neoddělitelně propojit tak, že měření jedné by okamžitě ovlivnilo druhou, i kdyby byly obě částice od sebe vzdáleny obrovskou vzdáleností. Einstein se tomuto procesu, dnes známému jako kvantové provázání, vysmíval, ale ten byl od té doby již několikrát skutečně pozorován.
Spekuluje se, že Einsteinova nechuť k neurčitosti a podivnostem, které jsou kvantové fyzice vlastní, ho mohla zaslepit před zásadním poznatkem: že tyto dva jeho poznatky jsou ve skutečnosti provázány. Od té doby vědci průběžně přichází s mnoha teoriemi, z nichž nejznámější je asi takzvaný holografický princip.
Holografický princip předpokládá, že náš 3D vesmír je pouze projekce jeho 2D hranice. Něco jako skutečný hologram, který je sice vlastně 2D obrazem, ale vidíme v něm 3D objekty. Tato myšlenka má své kořeny v práci Stephena Hawkinga ze 70. let dvacátého století, která nastolila zdánlivý paradox, že pokud by černé díry skutečně vyzařovaly Hawkingovo záření (záření virtuálních částic náhodně vznikajících v blízkosti tzv. horizontů událostí), nakonec by se vypařily, čímž by porušily hlavní pravidlo kvantové mechaniky, že informaci nelze zničit.
Je vesmír hologram?
Zda tomu tak skutečně je, se nyní pokusili zjistit vědci prostřednictvím počítače Sycamore 2, do kterého vložili jednoduchý model holografického vesmíru, který na obou koncích obsahoval dvě kvantově provázané černé díry. Po zakódování vstupní zprávy do prvního qubitu výzkumníci viděli, jak se zpráva zakódovala do „hatmatilky“ – což indikuje, že ji spolkla první černá díra, a pak se objevila na druhém konci nezakódovaná a neporušená.
„Fyzika, která se zde odehrává, v principu spočívá v tom, že kdybychom měli dva kvantové počítače, které by byly na různých místech naší planety, mohli bychom provést experiment, při kterém by kvantová informace zmizela v naší laboratoři na Harvardu a objevila se třeba v laboratoři Caltechu,“ říká Lykken. „To by bylo působivější než to, co jsme zkusili na jednom počítači. Ale ve skutečnosti je fyzika, o které tu mluvíme, v obou případech stejná.“
Vědci již dali najevo, že v budoucnu chtějí experiment zopakovat, ale na výkonnějším počítači, aby ověřili, zda se výsledky shodují.
Zdroj náhledové fotografie: Genty / Pixabay, zdroj: LiveScience