US-Physiker wollen herausfinden, ob wir in einem 2D-Hologramm leben

In einer ländlichen Region im US-Bundesstaat Illinois steht ein mit Hightech-Equipment vollgestopfter Container, mit dessen Hilfe nun endlich geklärt werden soll, ob unsere Realität vielleicht doch nur ein Matrix-Hologramm ist. Physiker vom staatlichen Fermilab haben gestern mit der experimentellen Erforschung der Frage begonnen, ob du und ich nicht tatsächlich in einem zweidimensionalen holographischen Universum leben—und ob unsere 3D-Wahrnehmung nicht lediglich eine Illusion sei.

Die Ausgangshypothese der Forscher vom Fermilab klingt zunächst einmal gelinde gesagt wahnsinnig, könnte jedoch einige ungeklärte Fragen der Quantentheorie über das physikalische Wesen der Dinge und der Raumzeit beantworten.

Für Craig Hogan, den Leiter des Fermilab Zentrums für Partikelastrophysik der US-Energiebehörde, lassen sich einige der Unstimmigkeiten zwischen Einsteins Relativitätstheorie und manchen Entdeckungen von Max Planck nur dadurch erklären, dass unsere Welt eine holographische Illusion ist. In dem er versucht Quantenvibrationen zu messen, möchte er nun ermitteln, ob die Informationen über die Dinge nicht tatsächlich in winzigen „Datensätzen" stecken, die in lediglich zwei Dimensionen kodiert sind.

„Tausende Jahre haben wir geglaubt, dass unser Raum aus Punkten und Linien besteht", erklärte er mir: „Vielleicht ist diese Annahme gar nicht korrekt—unser Universum könnte auch aus Wellen bestehen, ähnlich wie Materie und Energie."

Mit anderen Worten: Der Raum und das Universum müssen kein fest umrissener, klar kartographierbarer Raum sein. Der Standort der Dinge steht nicht unbedingt definitiv fest, sondern könnte in Quantum-Bits übertragen werden, die selbst in unendlich kleinem Maße schwingen und variieren. Craig Hogan veranschaulicht sein Konzept mit dem Beispiel von Pixeln in einem Foto. Aus der Ferne siehst du ein Bild mit mehreren Ebenen, aber wenn du es nur genug vergrößerst, erkennst du, dass das Gesamtbild aus extrem kleinen, flachen Punkten besteht.

Hogan stellt nun die These auf, dass es sich beim Raum und den Dingen genauso verhalten könnte. Die „Datenpunkte" existierender Dinge wären natürlich ungleich kleiner, und würden die Maße der atomaren Skala um ein vielfaches untertreffen. Damit übertragen die Wissenschaftler grob gesprochen ein Schlüsselkonzept der Quantentheorie, wonach der genaue Ort und die genaue Geschwindigkeit subatomarer Teilchen niemals exakt bestimmt werden können. Wenn du nun nur weit genug hineinzoomst, wird sich möglicherweise herausstellen, dass alles gleichermaßen verschwommen und stets minimal in Bewegung ist.

Die Überlegungen der Fermilab-Forscher sind gleichermaßen kompliziert wie vollmundig. In einem Paper erklärt Hogan die Theorie genauer und schreibt, dass „einige grundlegend erscheinende Eigenschaften von Raum und Zeit, wie beispielsweise die Lokalisierung der Dinge, möglicherweise nur als makroskopische Annäherungen aus dem Fluss von Informationen im Quantensystem entstehen."

Wenn das stimmt, hieße das nichts anderes, als dass „die Wirklichkeit das ultimative vierdimensionale Video-Display" ist. In seinem Paper stellen Hogan und sein Team die Hypothese auf, dass Raum und Zeit aus kleinen, variierenden Informationsschnipseln erschaffen wurden, und dass das Verhältnis zwischen Raum und Zeit durch die reine Prozessierung der Informationen bestimmt wird.

Soweit die Theorie. Bleibt nur noch die Frage, wie man bei der Verifizierung der Hypothese vorgeht. Antwort: Mit extrem leistungsstarken Lasern natürlich. In einer  Pressemitteilung erklärt Fermilab, wie der Prozess im Labor mit dem schönen Namen Holometer funktionieren soll:

„Der Holometer arbeitet jetzt mit voller Leistung und nutzt zwei, nah beieinander platzierte  Interferometer. Jedes sendet einen 1 KW starken Laserbeam (vergleichbar mit 200.000 Laserpointern) an einen Strahlteiler und von da aus auf zwei Spiegel und 40 Meter lange Ausleger. Dann wird das Licht an den Strahlteiler zurückgespiegelt, an dem sich die beiden Strahlen wieder verbinden und, wenn es dort Bewegung gibt, Helligkeitsfluktuationen entstehen. Die Wissenschaftler untersuchen diese Fluktuationen im zurückgesendeten Licht, um herauszufinden, ob sich der Strahlteiler auf eine bestimmte Weise bewegt, und auf einem Zittern des Raumes selbst mitgeführt wird."

Wenn die Forscher solche Bewegungen entdecken sollten, dann wäre es möglich, dass sie davon verursacht werden, dass der Raum selbst keine vollkommen stillstehende Wirklichkeit ist. Und unsere Wahrnehmung dreidimensionaler Realität tatsächlich nur auf einer in zwei Dimensionen vibrierende Matrix-Illusion basiert.

Falls wir tatsächlich in einem Hologramm leben sollten, wäre „die grundlegende Auswirkung, dass die Wirklichkeit nur aus einer begrenzenden Anzahl an Informationen bestünde." Die Forscher bringen hierfür die nette Analogie eines Netflix-Streams ins Spiel, für den dein Provider nicht genügend Bandbreite zur Verfügung gestellt hat: „Die Dinge wären ein wenig ruckelig und verschwommen. Nichts stünde jemals still, alles ist stets ein klitzekleines bisschen in Bewegung."

Hogan sagte, die ersten Ergebnisse würden innerhalb eines Jahres vorliegen. Aber das ist auch schon alles, was er und sein Team sicher sagen könnten: „Wir haben keine Ahnung, was wir finden werden."

Hier findet ihr die vollständige Studie von Craig Hogan:

Hologram World