Aussi étrange que cela puisse paraître, les trous noirs semblent être des hologrammes.
Dans les années 1980, le physicien Jacob Bekenstein a pu calculer exactement l’ampleur de la croissance d’un trou noir. Si vous ajoutez une seule information à un trou noir, sa surface augmente d’exactement une unité de Planck.
Un Planck mesure la plus petite distance mesurable possible, environ 10 à 35 mètres, et est important car c’est exactement à cette échelle que notre compréhension de la physique s’effondre complètement. Plus précisément, c’est à cette échelle que nous pensons avoir besoin d’une théorie quantique de la gravité pour comprendre ce qui se passe. Une zone de Planck a cette longueur au carré, et c’est de cette quantité qu’un trou noir grandit. Il aurait pu s’agir littéralement de n’importe quel autre nombre dans le cosmos, mais c’est plutôt celui-ci en particulier.
Lorsque nous ajoutons des informations à un trou noir, celui-ci réagit d’une manière gravitationnelle quantique unique, contrairement à tout autre système dans le cosmos.
Il semble que les informations qui pénètrent dans un trou noir soient davantage liées à sa surface qu’à son volume. Sa surface bidimensionnelle. Quelles que soient les informations que nous déversons sur l’horizon des événements, elles semblent y rester, répondant directement à ces informations. Il semble que nous codions toutes les informations tridimensionnelles sur ce qui a été construit et ce qui est tombé dans des trous noirs sur leurs surfaces bidimensionnelles.
Il semble que les trous noirs soient des hologrammes.
Qu’est-ce que les trous noirs ont à voir avec les hologrammes ? Pourquoi les seuls endroits accessibles dans l’univers où se rencontrent la mécanique quantique et la gravité – à savoir les horizons des événements des trous noirs – fonctionnent-ils de manière contre-intuitive où leurs surfaces réagissent davantage à l’information que leurs volumes ? La nature essaie de nous apprendre quelque chose, mais nous ne pouvons discerner la leçon que dans de faibles murmures.
Alors prenons la main de la nature et voyons où mène ce sentier. Si les trous noirs sont des hologrammes et que les trous noirs sont la gravité quantique manifestée, alors peut-être commençons-nous à voir vaguement, à travers un verre flou et changeant comme celui de Galilée lorsqu’il a pour la première fois orienté son optique artisanale sur le ciel, qu’une théorie quantique de la gravité doit être de nature holographique, et que l’holographie a des implications extrêmement puissantes non seulement sur la façon dont nous percevons la physique mathématique obscure, mais aussi sur l’étendue de la réalité elle-même.
C’est le raisonnement derrière le principe holographique, et une déclaration ne contenant pas plus de trois mots qui décime complètement et totalement notre compréhension de l’espace, du temps, de la matière et de l’énergie : nous vivons dans un hologramme.
La prochaine révolution gravitationnelle, et peut-être la dernière, est à nos portes. Cela commence par l’observation que les trous noirs sont des régions d’entropie maximale dans l’univers et que leur consommation de contenu informationnel entraîne une croissance proportionnelle de leurs surfaces, et non de leurs volumes. Et cela se termine par une toute nouvelle compréhension de la gravité.