Die Welt als Hologramm

Laut ’t Hooft erfordert die Kombination von Quantenmechanik und Gravitation, dass die dreidimensionale Welt ein Bild von Daten ist, die auf einer zweidimensionalen Projektion gespeichert werden können, ähnlich wie ein holografisches Bild. Die zweidimensionale Beschreibung benötigt nur einen diskreten Freiheitsgrad pro Planck-Fläche, ist jedoch reichhaltig genug, um alle dreidimensionalen Phänomene zu beschreiben. Nach der Darstellung von ’t Hoofts Vorschlag geben wir eine vorläufige informelle Beschreibung, wie dieser implementiert werden kann. Es zeigt sich eine grundlegende Anforderung, dass Teilchen in ihrer Größe wachsen müssen, wenn ihre Impulse weit über die Planck-Skala hinaus zunehmen. Die Konsequenzen für hochenergetische Teilchenkollisionen werden beschrieben. Das Phänomen des Teilchenwachstums mit Impuls wurde zuvor im Kontext der Stringtheorie diskutiert und im Zusammenhang mit der Informationsausbreitung nahe schwarzer Loch-Horizonte gebracht. Die Überlegungen dieses Papiers weisen darauf hin, dass der Effekt zu allen außer den frühesten Zeiten viel schneller ist. Tatsächlich stellt sich heraus, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit die Grenze aus der Kausalität ausnutzt. Schließlich betrachten wir die Stringtheorie als mögliche Realisierung von ’t Hoofts Idee. Das Lichtfront-Gitter-Stringmodell von Klebanov und Susskind wird überprüft und seine Ähnlichkeiten mit der holografischen Theorie werden demonstriert. Die Übereinstimmung zwischen beiden erfordert unbelegte, aber plausible Annahmen über das nichtperturbative Verhalten der Stringtheorie. Sehr ähnliche Ideen wie in diesem Papier wurden lange von Charles Thorn vertreten.