18 februari 2022 Als we ’s avonds naar de sterrenhemel kijken, wat zien we dan eigenlijk? Je zou zeggen een heleboel sterren en planeten die ver van ons vandaan door het universum reizen. Met andere woorden: driedimensionale objecten in driedimensionale ruimte. Dat klinkt misschien logisch en vanzelfsprekend (want dat hebben we op school zo geleerd), tot het moment dat je de term ‘holografische dualiteit’ leert kennen.
Enrico Rinaldi, als wetenschapper verbonden aan de Universiteit van Michigan, doet onderzoek naar zwarte gaten en de werking van zwaartekracht in het heelal. Hij gebruikt daarvoor quantum rekenmodellen (of ‘matrix models’), want het is nog steeds een mysterie hoe, en of zwaartekracht überhaupt een rol speelt in de wereld van de kleinste quantumdeeltjes.
De relativiteitstheorie van Einstein botst met quantummechanica als je de zwaartekracht in en rond zwarte gaten probeert te begrijpen. Simpel gezegd: de natuurkunde kent twee verschillende theorieën die allebei waar lijken te zijn, maar elkaar tegelijkertijd tegenspreken. Er is dus een derde theorie nodig die deze twee theorieën met elkaar verbindt.
Deze derde theorie heet ‘holografische dualiteit’ en impliceert dat zwarte gaten – en niet alleen zwarte gaten, maar het hele universum – een optische illusie is. Een tweedimensionaal hologram dat lijkt op driedimensionale ruimte.
Er wordt wel eens gezegd: ons idee van tijd en ruimte is een illusie. We switchen continu van stilstaand beeldje naar stilstaand beeldje (het bekende voorbeeld van de filmstrip die door de projector wordt gehaald) en dat doen we zo snel dat we dit ervaren als beweging. Zou de quantumwetenschap onze werkelijke realiteit op het spoor zijn?
Enrico: ‘We doen niet direct onderzoek naar het idee van het universum als zijnde een holografische projectie, maar met de technieken die we hebben, kunnen we ingewikkelde berekeningen maken en daarmee kunnen we eventueel in de toekomst het idee testen dat het heelal een hologram is.’