奇妙に聞こえるかもしれないが、ブラックホールはホログラムのように見える。

1980年代、物理学者のJacob Bekensteinは、ブラックホールがどれだけ成長するかを正確に計算することができた。ブラックホールに1ビットの情報を加えると、その表面積はちょうど1プランク単位分増える。

プランクの長さとは、測定可能な最小距離のことで、およそ10^-35メートルである。具体的には、このスケールで何が起こっているのかを理解するためには、重力の量子論が必要だと考えられるからだ。プランクの面積はこの長さの2乗で、ブラックホールはこの大きさだけ成長する。ブラックホールが成長するのは、この長さの2乗に相当するプランク面積の大きさなのだ。

ブラックホールに情報を加えると、宇宙の他のシステムとは異なり、量子重力的な反応を示す。

ブラックホールに入る情報は、その体積よりも表面に結びついているようだ。二次元の表面。事象の地平線にどんな情報を注ぎ込んでも、その情報はそこに留まり、その情報に直接反応するようだ。ブラックホールを構成するもの、ブラックホールに落ちるものに関する3次元の情報を、すべて2次元の表面にエンコードしているかのようだ。

ブラックホールはホログラムであるかのようだ。

ブラックホールがホログラムと一体何の関係があるのか？量子力学と重力が出会う宇宙で唯一アクセス可能な場所、すなわちブラックホールの事象の地平面は、なぜ体積よりも表面の方が情報に反応するという、直感に反する動作をしているのだろうか？自然は私たちに何かを教えようとしているが、私たちはかすかなささやき声でしかその教訓を見分けることができない。

では、自然の手を取って、この軌跡の行く末を見てみよう。ブラックホールがホログラムであり、ブラックホールが量子重力を顕在化させたものであるならば、おそらく私たちは、Galileoが初めて自作の光学レンズを空に向けたときのように、ぼんやりと移り変わるガラスを通して、量子重力理論が本質的にホログラフィックでなければならないこと、そしてそのホログラフィックが、難解な数学物理学の見方だけでなく、現実そのものの広がりに対して、とてつもなく強力な意味を持つことを、おぼろげながら理解し始めているのではないだろうか。

これはホログラフィック原理の背後にある推論であり、空間、時間、物質、エネルギーに関する我々の理解を完全に、そして完全に崩壊させる3つの言葉しか含んでいない。

私たちはホログラムの中に生きているのだ。次の、そしておそらく最後の重力革命が私たちに迫っている。それは、ブラックホールは宇宙でエントロピーが最大となる領域であり、情報量の消費によって体積ではなく表面積が比例して大きくなるという観測から始まる。そして、重力のまったく新しい理解で終わる。

この記事は、PAUL M. SUTTER氏によって執筆され、Universe Todayに掲載されたものを、クリエイティブ・コモンズ・ライセンス（表示4.0 国際）に則り、翻訳・転載したものです。元記事はこちらからお読み頂けます。