Информационный телеканал Алтайского края
Реклама на Катунь 24: (3852) 999-800
Образование и наука
Фото: сгенерировано нейросетью

Вселенная как голограмма: физики приблизились к доказательству иллюзорности трехмерного пространства

Фундаментальное открытие теоретической физики указывает на то, что окружающий нас трехмерный объем может быть лишь оптической иллюзией, порожденной плоской двумерной поверхностью.

Развитие голографического принципа в теоретической физике за последние три десятилетия вплотную подвело научное сообщество к радикальному пересмотру природы реальности. Согласно этой концепции, гравитация способна устранять фундаментальную разницу между объемом и площадью, а все процессы внутри трехмерного пространства можно без остатка описать через события на его плоской внешней границе, сообщает научное издание Quanta Magazine.

У истоков концепции стояли расчеты энтропии черных дыр, выполненные Якобом Бекенштейном и Стивеном Хокингом еще в 1970-х годах. Физики обнаружили аномалию: информационная емкость черной дыры пропорциональна не ее объему, как диктует классическая геометрия, а исключительно площади горизонта событий. Позже физик-теоретик Леонард Сасскинд развил эту идею, предположив, что черная дыра буквально представляет собой голограмму, внутреннее содержимое которой целиком закодировано на поверхности. Поскольку любой участок космоса при определенной плотности массы может коллапсировать в черную дыру, ученые экстраполировали этот вывод на все наблюдаемое пространство.

Математическим фундаментом гипотезы стало открытие дуальности AdS/CFT (соответствия антидеситтеровского пространства и конформной теории поля). Уравнения доказали, что гравитационный мир внутри замкнутого объема математически тождественен квантовой системе частиц на его внешней границе, где гравитация вовсе отсутствует. По словам физиков, эти два кажущихся несовместимыми описания в действительности представляют собой одну и ту же физическую сущность на разных уровнях восприятия.

Если голографический принцип верен для реального мира, трехмерное пространство с привычными законами расстояния может оказаться иллюзией, сравнимой с картинкой в видеоигре. В рамках программы «it from qubit» физики рассматривают окружающую материю как производную от квантовой информации: массивные объекты, здания и планеты в таком сценарии аналогичны объемным объектам на плоском мониторе, составленным из независимых мерцающих пикселей-кубитов.

В настоящее время исследователи работают над переносом голографических моделей на геометрию расширяющейся Вселенной. Ряд ученых развивает еще более смелые теории, предполагающие, что все измерения пространства и времени способны коллапсировать в единую квантовую точку, порождающую наблюдаемый космос.

1
Важно

2 октября — день памяти Василия Макаровича Шукшина. 

Эксклюзивные программы от журналистов телеканала "Катунь 24"

Актуальные новости Алтайского края от корреспондентов краевого телеканала «Катунь 24».

Встречаем утро нового прекрасного дня с ведущими телеканала «Катунь 24». Хорошее настроение гарантировано!

Ежедневное интервью с самыми интересными жителями края и гостями нашего региона.

Образование и наука
Фото: Сгенерировано нейросетью

Международная группа учёных впервые за три десятилетия обновила доказательство легендарной теоремы о раскраске карт и в десятки тысяч раз ускорила ключевые алгоритмы для цифровых систем.

Международная команда математиков из Дании, Японии и Канады представила новое доказательство знаменитой теоремы о четырёх красках — одной из самых коварных головоломок в истории науки

Суть загадки родилась в 1852 году, когда студент из Лондона Фрэнсис Гатри раскрашивал карту Англии. Он заметил странную закономерность: чтобы ни у каких двух соседних графств не совпадал цвет, трёх красок всегда не хватает, пять — уже явно с избытком, а вот четырёх цветов всегда оказывается достаточно для карты абсолютно любой сложности. Единственное строгое правило задачи: соседними считаются регионы с общей границей-линией, а касание в одной точке (как на шахматной доске) соседством не признаётся. Вопрос казался наивной школьной забавой, но лучшие профессора Великобритании не смогли объяснить, почему четырёх красок всегда хватает для плоскости, и застряли в тупике.

В 1879 году лондонский математик Альфред Кемп заявил, что доказал теорему, придумав изящный трюк — так называемые цепочки Кемпа. Он предложил менять цвета целыми цепочками соседних стран так, чтобы освобождать нужный цвет для спорного региона. Научный мир признал победу, работу напечатал журнал Nature, а автор купался в славе 11 лет. Триумф рухнул в 1890 году: учёный Перси Хивуд наглядно показал, что логика Кемпа ломается, как только в центре карты оказывается область с пятью соседями. В этом случае цепочки перекраски накладываются друг на друга и взаимно уничтожаются, а карта остаётся нераскрашенной. Доказать удалось лишь то, что хватит пяти цветов, а вот для четырёх доказательство развалилось.

Решить проблему вручную оказалось невозможно: для строгого ответа требовалось нарисовать и проверить тысячи сложнейших комбинаций границ. Лишь в 1976 году математики из Иллинойса впервые в истории доверили доказательство суперкомпьютеру, который молотил данные 1200 часов и перебрал 1482 базовых фрагмента карт. Тогда это вызвало скандал в академической среде, ведь ни один человек не мог перепроверить машинный код вручную карандашом на бумаге.

Группа математиков: датчане Миккель Труп и Карстен Томассен, японец Кен-ити Каварабайаши и канадец Бойян Мохар — в своей свежей работе перевернула алгоритмическую сторону задачи. Учёные проверили уже 8202 конфигурации, но научили алгоритм упрощать огромные карты не по отдельным фрагментам, а целыми параллельными блоками. В итоге скорость вычислений взлетела в 50 тысяч раз: для карт на миллион областей перебор теперь занимает доли секунды, что на практике критически важно для маршрутизации сотовых вышек, распределения частот радиосвязи и планирования микросхем.

Образование и наука
Фото: ИИ

Ранее считавшаяся единым видом группа на самом деле включает четыре самостоятельных вида.

Международная группа исследователей выделила новый вид папуанских пингвинов — Pygoscelis kerguelensis, обитающих на островах Кергелен в Индийском океане.

Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Biology. Ученые изучили геномы 64 пингвинов из десяти колоний, расположенных в разных частях ареала.

До сих пор папуанских пингвинов, которых также называют пингвинами Генту, относили к одному виду с несколькими подвидами. Однако анализ ДНК показал значительные генетические различия между популяциями. В результате исследователи предложили признать четыре самостоятельных вида. Три из них ранее считались подвидами, а популяция с островов Кергелен впервые получила отдельный видовой статус.

Внешне юго-восточные папуанские пингвины мало отличаются от своих ближайших родственников. Основные различия ученые обнаружили в размерах тела и звуках, которые издают птицы. По оценкам исследователей, разделение четырех видов произошло примерно 300–500 тысяч лет назад. Причиной стала географическая изоляция отдельных популяций.

Отдельное внимание ученые уделили будущему нового вида. Из-за изменения климата к 2050 году островные популяции папуанских пингвинов могут потерять часть подходящих для жизни территорий. Возможности для перемещения при этом ограничены: колонии на островах Кергелен находятся далеко от других мест обитания вида.

Образование и наука
Фото: Катунь 24

Молодой педагог Владислав Воропаев уже пятый год трудится в дошкольном образовании краевой столицы и сознательно отказывается от руководящих должностей ради общения с детьми.

В преддверии Дня воспитателя и всех дошкольных работников в эфире программы «Классные перемены» на телеканале «Катунь 24» выступил единственный мужчина-воспитатель Барнаула Владислав Воропаев. Педагог поделился личным опытом работы в детском саду, разрушением профессиональных стереотипов и решением остаться у группы малышей вместо ухода на административную службу.

Выпускник педагогического университета изначально планировал связать жизнь с медициной, однако выбрал социальное направление и поступил на профиль дошкольного образования. Начинал специалист с работы со старшими дошкольниками и выпустил две группы подготовишек, а сейчас взял под опеку первую младшую группу — воспитанников ясельного возраста. По признанию барнаульца, первое время бабушки и мамы при встрече у группы удивлялись мужчине и переспрашивали, где находится воспитатель, однако после знакомства и родительских собраний недоверие полностью исчезало.

Владислав Воропаев продолжает обучение в магистратуре и уже получал предложения занять должность методиста или старшего воспитателя детского сада. Несмотря на карьерные перспективы, педагог сознательно сделал выбор в пользу живой педагогической практики, подчеркнув, что бумажная работа лишает главного смысла профессии — возможности учить детей добру и видеть их ежедневное взросление.

Лента новостей