Är vi fångade i en låtsasvärld?

I science fiction-filmen The Matrix lever människor i en illusion – deras värld är konstruerad och styrd av maskiner. Inom vetenskapen lanserades idén om att världen inte är vad den verkar vara av den i USA verksamma fysikern Juan Maldacena år 1997.

Enligt Maldacena är universum ett hologram: vår tredimensionella värld är i själva verket kodad i två dimensioner. Och detta bör man kunna testa, genom att söka efter de minsta kodningselementen. När vi tittar på en tv-skärm ser vi en tredimensionell värld, trots att skärmen är platt. På avstånd ser bilden naturlig ut, men på nära håll tappar bilden sin skärpa – i stället framträder enstaka bildelement, pixlar. Om världen är ett hologram så bör rumtidens pixlar kunna avslöjas på motsvarande sätt. Kruxet är att pixlarna kan antas vara extremt små – tio biljoner biljoner gånger mindre än en atom. Det rör sig om den så kallade Planck-skalan, som beskriver kortast möjliga tid och minsta möjliga längd inom fysiken. Ju mindre pixlar som bygger upp den tvådimensionella bilden, desto skarpare blir bilden i tre dimensioner – som vi tror att vi lever i.

Nu har fysiker vid Fermilab utanför Chicago i USA börjat undersöka rumtiden med hjälp av ett helt nytt instrument, en holometer, eller holografisk interferometer.

– Alla störningar som holometern mäter, allt brus som vi inte kan utesluta på annat sätt, kommer att avslöja rumtidens verkliga natur. Om ungefär ett år kommer resultaten, och då vet vi, säger Aaron Chou, experimentgruppens ledare.

Holometern består av ett par interferometrar placerade nära varandra, med var sin laserstråle. Vissa specifika störningar av ljusstrålen kan hänföras till kvantegenskaper hos vår låtsasvärld. Ifall den är uppbyggd av små pixlar, så måste pixlarna lyda under kvantfysikens lagar och då ska det inte gå att mäta deras exakta lägen i två riktningar samtidigt. Det blir alltid en viss oskärpa, en darrning i själva rummet, som forskarna kallar för holografiskt brus.

– Vi vill testa om rumtiden är ett kvantsystem på samma sätt som materia. Om vi hittar något tecken på minsta möjliga element av rumtiden, kommer vår bild av världen att förändras totalt, säger Craig Hogan på Fermilab, som har utvecklat teorin om holografiskt brus.