Holografinen periaate

Tämä artikkeli tai osio on keskeneräinen. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla sivua. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla. Merkinnän syy: Käännös osittain keskeneräinen.

Holograafinen periaate on säieteorioiden ja oletettavasti myös kvanttigravitaation ominaisuus, jonka mukaan avaruuden tilavuuden voidaan ajatella olevan osa raja-aluetta. Se on todennäköisesti valonkaltainen raja kuten gravitaatiohorisontti. Hollantilainen fyysikko Gerardus ’t Hooft esitti vuonna 1984 ensimmäisenä holografiaperiaatteen ja Leonard Susskind antoi sille tarkan säieteoreettisen tulkinnan^[1] yhdistellen omia ideoitaan 't Hooftin ja Charles Thornin aikaisempiin ideoihin.^[1] Raphael Bousso toi esille,^[2] että Thorn havaitsi vuonna 1978 säieteorian sallivan alempi­ulotteisen tulkinnan, jossa gravitaatio tulee esille niin kutsutun holo­grafisen tavan^selvennä takia.

Yleismaallisesti teorian mukaan koko universumin voidaan ajatella olevan kaksiulotteinen informaatiostruktuuri, joka on "maalattu" kosmologiseen horisonttiin. Täten tutut kolme dimensiota olisivat pätevä määritelmä vain makroskooppisilla mittakaavoilla ja matalilla energioilla. Kosmologista holografiaa ei ole todistettu matemaattisen tarkasti, osaksi koska kosmologisella horisontilla on ajan kuluessa kasvava äärellinen alue.^[3][4]

Musta-aukkotermodynamiikka inspiroi holografisen periaatteen kehittämistä. Musta-aukkotermodynamiikka otaksuu, että maksimientropia missä tahansa alueessa skaalautuu säteen neliön eikä kuutioon, kuten voitaisiin olettaa. Mustan aukon tapauksessa oivallettiin, että kaikkien mustan aukon sisään pudonneiden kappaleiden informaatiosisältö saattaisi sisältyä kokonaan tapahtumahorisontin pinta-epävakaisuuksiin. Holo­grafinen periaate ratkaisee mustan aukon informaatioparadoksin säieteoriaan vedoten.^[5]

Siitä huolimatta Einsteinin yhtälöiden klassiset ratkaisut mahdollistavat suuremmat entropia-arvot kuin mitä pinta-alalaki sallii. Täten entropia-arvot olisivat suuremmat kuin mustan aukon entropia-arvot. Nämä ratkaisut ovat niin kutsuttuja "Wheelerin kultapusseja". Tällaisten ratkaisujen olemassa olo on ristiriidassa holograafisen tulkinnan kanssa eikä niiden vaikutusta kvanttigravitaatioteoriaan eikä holografiseen periaatteeseen vielä ymmärretä.^[6]

1. ↑ ^{a b} Susskind, Leonard (1995). "The World as a Hologram". Journal of Mathematical Physics 36 (11): 6377–6396. doi:10.1063/1.531249. 
2. ↑ Bousso, Raphael (2002). "The Holographic Principle". Reviews of Modern Physics 74 (3): 825–874. doi:10.1103/RevModPhys.74.825. 
3. ↑ Lloyd, Seth (2002-05-24). "Computational Capacity of the Universe". Physical Review Letters 88 (23). doi:10.1103/PhysRevLett.88.237901. PMID 12059399. 
4. ↑ Multiverse Cosmological Models and the Anthropic Principle CTNS. Arkistoitu 27.12.2015. Viitattu 14.3.2008.
5. ↑ Susskind, L. (2008). The Black Hole War – My Battle with Stephen Hawking to Make the World Safe for Quantum Mechanics. Little, Brown and Company. 
6. ↑ Marolf, Donald (April 2009). "Black Holes, AdS, and CFTs". General Relativity and Gravitation 41 (4): 903–17. doi:10.1007/s10714-008-0749-7.