L’univers entier pourrait être un hologramme

Les trous noirs pourraient être un hologramme. En fait, l’univers entier pourrait être un hologramme. C’est du moins une partie de l’idée derrière une étude récente publiée dans la revue PRX Quantique. L’étude est un examen plus approfondi de ce qu’il y a à l’intérieur d’un trou noir. C’est aussi une tentative de mieux comprendre l’idée de dualité holographique. La dualité holographique est une conjecture mathématique qui tente de relier les théories des particules et leurs interactions et la théorie de la gravité. C’est une idée intéressante, même si elle sonne un peu là-bas.

Utiliser l’informatique quantique pour découvrir ce qu’il y a à l’intérieur d’un trou noir

Essentiellement, la dualité holographique postule que la théorie de la gravité et la théorie des particules sont équivalentes. Du moins, mathématiquement. Ainsi, ce qui se passe mathématiquement dans la théorie de la gravité se produit également dans la théorie des particules. Pour la plupart, ces deux théories décrivent des dimensions différentes. Cependant, la gravité décrit trois dimensions, alors que la théorie des particules ne comprend que deux dimensions. Les chercheurs espéraient que sonder cette idée pourrait les aider à comprendre ce qu’il y a à l’intérieur d’un trou noir.

Enrico Rinaldi, chercheur à l’Université du Michigan, s’est concentré sur ces deux théories dans la nouvelle étude.

« Dans la théorie de la relativité générale d’Einstein, il n’y a pas de particules, il n’y a que l’espace-temps. Et dans le modèle standard de la physique des particules, il n’y a pas de gravité, il n’y a que des particules », dit-il. « Lier les deux théories différentes est un problème de longue date en physique – quelque chose que les gens essaient de faire depuis le siècle dernier. »

En reliant ces deux théories et en utilisant des modèles de matrice quantique, Rinaldi et les autres membres de l’étude ont pu sonder la dualité holographique. L’idée était de combiner ce que nous savons de la théorie des particules et ce que nous savons de la théorie de la gravité. Pour commencer, ils ont utilisé simplement des modèles matriciels composés de blocs de nombres. C’est un cadre standard utilisé dans les ordinateurs quantiques où la théorie des particules est représentée par des chaînes unidimensionnelles. Ceux-ci aident généralement les chercheurs à trouver l’état fondamental, ce qui, selon Rinaldi, est important car il vous permet de créer des choses à partir de celui-ci.

En utilisant les modèles qu’ils ont élaborés, les chercheurs ont pu décrire à quoi ressemble la gravité à l’intérieur d’un trou noir.

L’univers est-il vraiment un hologramme ?

Oui et non. Quand vous pensez hologramme, vous pensez probablement aux communicateurs holographiques des films de science-fiction comme Guerres des étoiles. Dans ce cas, cependant, ce à quoi Rinaldi et ses co-auteurs font référence est la façon dont l’intérieur d’un trou noir rencontre l’extérieur. Parce que l’intérieur d’un trou noir fonctionne selon la théorie de la gravité, il est représenté dans l’espace 3D au fur et à mesure que l’espace-temps le traverse.

Cependant, à la surface, le trou noir semble bidimensionnel. Cela lui donne un aspect holographique car nous ne le voyons pas comme un objet 3D. C’est parce que la théorie des particules ne fonctionne pas en trois dimensions. En tant que tel, certains pensent que le reste de l’univers peut fonctionner de la même manière. Cependant, il n’existe aucune preuve actuelle suggérant que ce soit réellement le cas.