El principio holográfico es un principio de las teorías de cuerdas y una supuesta propiedad de la gravedad cuántica que establece que se puede pensar que la descripción de un volumen de espacio está codificada en un límite de dimensión inferior a la región, como un límite similar a la luz como un horizonte gravitatorio . Propuesto por primera vez por Gerard 't Hooft , Leonard Susskind , [1] le dio una interpretación precisa de la teoría de cuerdas , [1] quien combinó sus ideas con las anteriores de 't Hooft y Charles Thorn . [1] [2]Leonard Susskind dijo: “El mundo tridimensional de la experiencia ordinaria, el universo lleno de galaxias, estrellas, planetas, casas, rocas y personas, es un holograma, una imagen de la realidad citada en un distante bidimensional (2D). ) superficie". [3] Como señaló Raphael Bousso , [4] Thorn observó en 1978 que la teoría de cuerdas admite una descripción de menor dimensión en la que la gravedad emerge de ella en lo que ahora se llamaría una forma holográfica. El principal ejemplo de la holografía es la correspondencia AdS/CFT .
El principio holográfico se inspiró en la termodinámica de los agujeros negros , que conjetura que la entropía máxima en cualquier región escala con el radio al cuadrado , y no al cubo como cabría esperar. En el caso de un agujero negro , la idea fue que el contenido de información de todos los objetos que han caído en el agujero podría estar completamente contenido en las fluctuaciones de la superficie del horizonte de sucesos . El principio holográfico resuelve la paradoja de la información del agujero negro en el marco de la teoría de cuerdas. [3]Sin embargo, existen soluciones clásicas a las ecuaciones de Einstein que permiten valores de la entropía mayores que los permitidos por una ley del área, por lo tanto, en principio, mayores que los de un agujero negro. Estas son las llamadas "bolsas de oro de Wheeler". La existencia de tales soluciones entra en conflicto con la interpretación holográfica, y sus efectos en una teoría cuántica de la gravedad que incluye el principio holográfico aún no se comprenden completamente. [5]
Sabine Hossenfelder ha demostrado que el principio holográfico también es compatible con Loop Quantum Gravity . [6]
La correspondencia anti-de Sitter/teoría de campo conforme , a veces llamada dualidad de Maldacena o dualidad de calibre/gravedad , es una relación conjeturada entre dos tipos de teorías físicas. Por un lado están los espacios anti-de Sitter (AdS) que se utilizan en las teorías de la gravedad cuántica , formuladas en términos de teoría de cuerdas o teoría M. En el otro lado de la correspondencia están las teorías de campo conforme (CFT), que son teorías cuánticas de campo , incluidas teorías similares a las teorías de Yang-Mills que describen partículas elementales.
La dualidad representa un gran avance en nuestra comprensión de la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica. [7] Esto se debe a que proporciona una formulación no perturbativa de la teoría de cuerdas con ciertas condiciones de contorno y porque es la realización más exitosa del principio holográfico.
También proporciona un poderoso conjunto de herramientas para estudiar teorías de campos cuánticos fuertemente acoplados . [8] Gran parte de la utilidad de la dualidad resulta del hecho de que es una dualidad fuerte-débil: cuando los campos de la teoría cuántica de campos interactúan fuertemente, los de la teoría gravitacional interactúan débilmente y, por lo tanto, son más manejables matemáticamente. Este hecho se ha utilizado para estudiar muchos aspectos de la física nuclear y de la materia condensada al traducir los problemas de esos temas en problemas más manejables matemáticamente en la teoría de cuerdas.