De holometer bij Fermilab
De holometer bij Fermilab © Reidar Hahn / Fermilab

Fysici menen bewijs op het spoor te zijn voor exorbitante hologramtheorie

Het klinkt vooral als sciencefiction, maar voor fysici van Fermilab bij Chicago is er geen woord fantasie bij. Sinds een week doen ze een experiment met lasers om na te gaan of onze driedimensionale wereld wellicht een illusie is, die oprijst vanuit een tweedimensionaal hologram.

In het geval van het universum zal de informatie over ruimte en tijd eveneens in kleine pixelachtige elementen zijn opgeslagen

Volgens hoofdonderzoeker Craig Hogan kan dat blijken uit subtiele fluctuaties in de ruimte, die worden gemeten in een dubbele laseropstelling met spiegels aan het uiteinde van 40 meter lange armen. De ondergrondse opstelling is zo ingericht dat alle bekende stoorzenders elkaar opheffen. Wat na lang meten overblijft, hoopt Hogan, is een aanwijzing dat de ruimte zelf ook een zekere ruis of korreligheid vertoont.

Het effect, zegt hij, is vergelijkbaar met het kijken naar een echt hologram. Zo'n fotografische glasplaat geeft een kijker een ruimtelijke illusie, maar het beeld is tegelijk altijd wat gruizig. Die korreligheid ontstaat doordat de informatie in een hologram is opgeslagen in lichtgevoelige korrels van eindige afmeting.

In het geval van het universum zal de informatie over ruimte en tijd eveneens in kleine pixelachtige elementen zijn opgeslagen. Die pixels zijn miljardsten van miljardsten van een atoomdiameter klein.

Verlinde werkt de laatste jaren aan een spraakmakende theorie die zwaartekracht beschrijft als een onvermijdelijke bijwerking van een holografisch universum, waarin alle fysische informatie is opgeslagen in bits op een tweedimensionale bolschil.

Bolschil
Van een afstand gezien vormen ze de illusie van de driedimensionale werkelijkheid. Maar van dichtbij zijn het deeltjes waarvan plaats en snelheid volgens de wetten van de quantumtheorie nooit helemaal vastliggen. Dat geeft subtiele maar meetbare ruis, denkt Hogan. Volgens de onderzoekers van Fermilab is de 'holometer' het gevoeligste instrument ooit dat voor dergelijke waarnemingen is gebouwd.

De metingen op Fermilab nemen volgens plan een jaar in beslag, maar de Amsterdamse theoretisch fysicus en Spinozaprijswinnaar Erik Verlinde heeft bij voorbaat een hard hoofd in de resultaten. Als Hogans team iets vindt, is dat zeker een opwindende wetenschappelijke ontdekking, zegt hij. Maar wat die in dat geval precies betekent, is de vraag, denkt hij.

Verlinde werkt de laatste jaren aan een spraakmakende theorie die zwaartekracht beschrijft als een onvermijdelijke bijwerking van een holografisch universum, waarin alle fysische informatie is opgeslagen in bits op een tweedimensionale bolschil.

Dat lijkt sterk op het idee dat de Amerikanen willen testen, maar volgens Verlinde is onduidelijk waarom het holografisch principe zich via ruis in afstandmetingen zou moeten verraden.