Брайан Грин: Брайан Грин. Ткань космоса: Пространство, время и структура реальности

Габор разработал способ записи на специально подготовленной пленке как интенсивности, так и фазовой информации света, отразившегося от объекта. Переводя на современный язык, его подход очень похож на экспериментальные установки на Рис. 7.1, за исключением того, что один из двух лазерных лучей отражается от искомого объекта на своем пути к экрану детектора. Если экран снабжен пленкой, содержащей подходящую фотографическую эмульсию, он запишет интерференционную картину – в форме мгновенных, вытравленных линий на поверхности пленки – между освобожденным лучом и лучом, который отразился от объекта. Интерференционная картина будет кодировать как интенсивность отраженного света, так и фазовые соотношения между двумя световыми лучами. Последствия прозрения Габора для науки были существенными, позволяя сделать множество усовершенствований в широком диапазоне измерительных технологий. Но для широкой публики самое заметное влияние оказало художественное и коммерческое применение голограмм.

Обычные фотографии выглядят плоскими, поскольку они записали только интенсивность света. Чтобы получть глубину, вам нужна фазовая информация. Причина в том, что когда световая волна путешествует, она колеблется от пика к впадине и снова к пику, так что фазовая информация – или, более точно, фазовые различия между лучами света, отразившимися от близких частей объекта, – кодирует различия в том, как далеко световой луч путешествовал. Например, если вы смотрите прямо на кота, его глаза чуть дальше удалены, чем его нос, и эта разница в глубине кодируется в разности фаз между лучами света, отражающимися от каждой части кошачьей морды. Посветив лазером через голограмму, мы оказываемся в состоянии воспользоваться фазовой информацией голографической записи, и следовательно, добавить глубины в образ. Мы все видели результаты: ошеломительные трехмерные проекции, генерируемые из двумерных кусочков пластика. Отметьте, однако, что ваши глаза не используют фазовую информацию, чтобы видеть глубину. Вместо этого ваши глаза используют параллакс: слабое отличие в углах, под которыми свет из данного источника добирается до вашего левого глаза и вашего правого глаза, чтобы донести информацию, которую ваш мозг декодирует в расстояние до точки источника. Именно поэтому, например, если вы потеряете зрение в одном глазе (или просто оставите его закрытым на время), вы потеряете восприятие глубины.

7. Для склонного к математике читателя утверждение здесь таково, что лучи света или, в более общем случае, безмассовые частицы могут путешествовать из любой точки внутри пространства анти-деСиттера до пространственной бесконечности и назад за конечное время.

8. Для склонного к математике читателя: Малдасена работал в пространстве AdS 5x S 4 с граничной теорией, возникающей из границы AdS 5 .

9. Это утверждение в большей степени социологическое, чем физическое. Теория струн выросла из традиции квантовой физики частиц, тогда как петлевая квантовая гравитация выросла из традиции ОТО. Однако, важно отметить, что на сегодняшний день только теория струн смогла установить контакт с успешными предсказаниями ОТО, поскольку только теория струн убедительно переходит в ОТО на больших масштабах расстояний. В петлевой квантовой гравитации ОТО хорошо понимаема в квантовой области, но перекинуть мост через пропасть к крупномасштабным явлениям оказалось трудно.

10. Более точно, как обсуждалось далее в Главе 13 Элегантной вселенной , мы знаем, сколько энтропии содержат черные дыры, с момента выхода работы Бекенштейна и Хокинга в 1970х. Однако, подход, который эти исследователи использовали, был в значительной степени косвенным и никогда не идентифицировался с микроскопическими перестановками, – как в Главе 6, – что могло бы дать найденную ими энтропию. В середине 1990х эта щель была заполнена двумя струнными теоретиками Эндрю Строминджером и Кумруном Вафой, которые остроумно нашли связь между черными дырами и определенными конфигурациямии бран в теории струн/М-теории. Грубо, они смогли установить, что определенные специальные черные дыры допускают точно такое же число перестановок их основных составляющих (какими бы эти ингредиенты ни были), как и особые, специальные комбинации бран. Когда они рассчитали количество перестановок таких бран (и взяли логарифм), найденный ими ответ оказался равен площади соответствующей черной дыры в планковских единицах, деленной на 4, – точно такой же ответ для энтропии черной дыры, который был найден годами ранее. В петлевой квантовой гравитации исследователи также смогли показать, что энтропия черной дыры пропорциональна площади ее поверхности, но получить точный ответ (площадь поверхности в планковских единицах, деленная на 4) оказалось намного проблематичнее. Если особый параметр, известный как параметр Иммирци, выбирается подходящим образом, тогда на самом деле точное выражение для энтропии черной дыры получается из математики петлевой квантовой гравитации, но до сих пор нет универсально принятого фундаментального объяснения в рамках самой теории, что устанавливает точное значение этого параметра.