한 물리학자 팀이 우주가 하나의 거대한 투사일 수 있다는 명확한 증거를 제시했다.
1997년, 이론 물리학자인 후안 말다세나는 물리학에서 인정받도록 재해석 될 수 있는 대담한 이론을 제안했다. 미세하게 가늘면서 진동하는 끈들로부터 중력이 발생하는 것이다. 수학적으로 복잡한 끈의 세계는 9개의 공간과 하나의 시간으로 존재하며, 이 모든 것이 단순 홀로그램이다. 실제의 동작은 중력이 없는 더 단순하고 평평한 우주에서 벌어진다는 것이다.
말다세나의 이 생각은 물리학자들을 흥분시켰다. 인기는 있지만 여전히 증명되지 않은 끈 이론을 탄탄한 기반에 놓을 방법이 제공된 셈이기 때문이었다. 다시 말해, 양자 물리학과 아인슈타인이 중력 이론 간의 분명한 불일치 문제를 해결시키면서 물리학자들에게 양자 물리학과 아인슈타인의 중력 이론를 상호 호환시키는 수학적 방법론을 제공한 것이었다. 그러나 말다세나의 이러한 생각들은 이후 유효한 것으로 당연히 여겨져 오고 있음에도 불구하고 엄격한 증거를 제시하기는 어려웠다.
일본의 이바라키 대학의 요시푸미 하이아쿠타케와 동료들은 말다세나의 강력한 추측이 옳다는 것에 대한 강력한 증거를 두 개의 논문에서 제시했다. 첫 번째 논문에서 그는 블랙홀, 블랙홀과 나머지 우주와의 경계인 이벤트 호라이즌, 불확실성의 정도를 수치화한 엔트로피, 그리고 지속적으로 존재했다가 사라지는 가상의 입자의 영향과 끈 이론이 예측에 기반을 둔 다른 특성들을 모두 계산해 냈다. 두 번째 논문에서는 무중력과 반응하는 낮은 차원의 우주의 내부 에너지를 산출했다. 그리고 이 두 계산은 서로 일치했고, 현재 프린스턴 대학 연구소에서 일하고 있는 말다세나씨도 이 계산법이 정확해 보인다고 말했다.
일본의 이 두 개의 논문은 양자 물리학과 끈 이론에서 많은 아이디어들을 테스트 할 수 있는 흥미로운 방법론을 제시하며, 지난 몇 년동안 일본 팀이 기여한 일련의 연구들의 정점이라고 말다세나는 말했다. 홀로그램 우주론을 처음 조사한 이론가 중 한 명인 스탠포드 대학의 이론 물리학자 리오나드 서스킨드는 “이것은 아마도 처음으로 가설을 수치적으로 확인해 준 것이고, 우리는 사실일 것이라고 꽤 자신합니다. 그러나 일부 블랙홀의 열역학이 낮은 차원의 우주에서 재생산될 수 있으므로 여전히 추측 단계이긴 합니다”라고 설명한다.
일본 팀에 조사한 두 우주 모델 중 어느 것도 우리가 살고 있는 우주를 닮지 않은 것을 말다세나는 주목한다. 블랙홀이 있는 우주는 열 개의 차원을 가지고 있고, 이 중 여덟개는 8차원 영역을 형성하고 있다. 중력이 없는 저차원 우주는 단 한 개의 차원이 존재할 뿐이며, 그 양자들은 서로에게 붙어있는 이상화된 스프링이나 조화로운 진동자들과 닮아 있다. 그럼에도 불구하고 본질적으로 서로 다른 이 두 개의 세계가 실제 동일하다는 수학적인 증거가 우주의 중력적 특성들이 언젠가 순수히 양자 물리학적 관점에서 더 단순한 우주로 설명될 수 있다는 희망을 던져준다고 말다세나는 부연한다.
