Het holografisch principe, voorgesteld door Leonard Susskind en Gerard ’t Hooft, stelt dat alle informatie van ons driedimensionale heelal (plus tijd) kan worden weergegeven op een driedimensionaal oppervlak van een vierdimensionale bol.

Met andere woorden:

alle informatie in een bepaald volume kan worden beschreven door informatie op het bijbehorend oppervlak, net zoals een hologram een 3D-beeld kan weergeven op een 2D-oppervlak. Vandaar de naam.

In moderne natuurkunde wordt informatie breed opgevat: materie, ruimte, tijd en zelfs zwaartekracht worden gezien als informatiedragers.

1. Het holografisch principe en zwarte gaten

Het holografisch principe werd oorspronkelijk ontdekt in de context van zwarte gaten.
Daar geldt:

De informatie van alles wat in een zwart gat valt, wordt niet in het binnenste opgeslagen,
maar op het oppervlak van de gebeurtenishorizon.

Dat betekent dat de informatie fundamenteel tweedimensionaal is, ook al lijkt het zwarte gat driedimensionaal.

Dit inzicht leidde tot nieuwe ideeën over:

de structuur van ruimte en tijd,
de informatieparadox van zwarte gaten,
en de mogelijkheid dat het hele universum holografisch is.

2. Dimensionality reduction: minder dimensies als één dimensie afgeleid is

In de wiskunde en natuurkunde bestaat een belangrijk principe:

Als één dimensie een functie is van andere dimensies, kan het hele systeem worden beschreven in één dimensie minder.

Dit wordt dimensionality reduction genoemd en speelt een rol in:

kwantummechanica,
relativiteitstheorie,
informatietheorie.

3. Tijd als afgeleide van afstand

Mijn hypothese is dat tijd een functie is van afstand.
Dat betekent dat tijd geen onafhankelijke dimensie is, maar afgeleid kan worden uit de ruimtelijke coördinaten (x, y, z).

Als dat waar is, dan kan ons 3D‑heelal plus tijd worden afgebeeld op een 3D‑oppervlak — precies wat het holografisch principe stelt.

Voorbeeld: het foton

Voor een foton is dit eenvoudig te zien:

legt een foton voor de waarnemer 300.000 km af,
dan ervaart de waarnemer dat als 1 seconde.

De tijd die het foton “heeft afgelegd” is dus direct gekoppeld aan de afstand.

4. Relativiteitstheorie bevestigt de koppeling tussen tijd en afstand

Uit de speciale relativiteitstheorie volgt:

$t’ = t \sqrt{1 – \frac{v^2}{c^2}}$
of
$t^2 = t’^2 + \frac{s^2}{c^2}$

Hierin is:

t de tijd van de waarnemer,
t’ de tijd van het bewegende deeltje.

Dit betekent:

Als een deeltje door de ruimte beweegt, legt het niet alleen een afstand af, maar ook een tijd.

Tijd en afstand zijn dus onlosmakelijk gekoppeld.
Als tijd een functie is van afstand, dan is tijd geen aparte dimensie — en daarmee wordt het holografisch principe vanzelfsprekend.

5. Waarom materie “door de tijd gaat”

Materie bestaat uit ladingen die met de lichtsnelheid bewegen.
Een elektron kan bijvoorbeeld worden beschreven als een lading die met de lichtsnelheid langs een Möbiusring beweegt.

Voor een waarnemer lijkt materie daardoor door de tijd te bewegen, maar in werkelijkheid is dit een gevolg van de interne beweging van de ladingen.

6. Een tweedimensionale analogie

Stel een tweedimensionale wereld voor waarin tijd een functie is van afstand.
Er bestaan twee soorten deeltjes:

Deeltje 1: beweegt rechtlijnig.
Deeltje 2: bestaat uit twee delen die om elkaar heen draaien (zoals materie in onze wereld).

Voor een waarnemer geldt:

Als deeltje 1 300.000 km aflegt, wordt dat ervaren als 1 seconde tijdsverschil.
Twee waarnemers die uit deeltje 2 bestaan, ervaren elkaars tijd als een vector loodrecht op hun ruimte.

Wanneer waarnemer 1 zich verplaatst ten opzichte van waarnemer 2, legt hij zowel afstand als tijd af — precies zoals in onze wereld.

Hoewel beide waarnemers tijd als een extra dimensie ervaren, bestaat die dimensie niet echt.
Tijd is slechts een afgeleide van afstand.

7. Conclusie: het holografisch principe volgt vanzelf

Als tijd een functie is van afstand, dan:

is tijd geen onafhankelijke dimensie,
kan een 4D‑ruimte‑tijd worden afgebeeld op een 3D‑oppervlak,
en is het holografisch principe geen mysterie, maar een geometrisch gevolg.

Het holografisch principe is een logisch resultaat van de koppeling tussen tijd en afstand.