Prošlo je više od 100 godina otkako su teorijski temelji holografije prvi put formulisani, a holograme još uvijek povezujemo uglavnom s naljepnicama na pločama ili posthumnim koncertom Tupaca Shakura. Međutim, posljednjih godina, tema holografije se počela aktivno razvijati. Danas ćemo vam reći sve o misterioznim holografskim slikama.
Poljski naučnik Mieczyslaw Wolfke je 1920. godine u svom radu "O mogućnosti optičkog snimanja molekularnih mreža" (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) iznio i eksperimentalno potvrdio ideju o holografskoj metodi dobivanja slika. U to vrijeme, međutim, nije postojala tehnologija koja bi omogućila da se Poljakovo otkriće iskoristi u praksi. Na ovo smo morali čekati do 60-ih godina prošlog vijeka.
Hologrami su postali široko poznati 1977. godine zahvaljujući filmu Ratovi zvijezda, u kojem su bili nosioci informacija i sredstva komunikacije. Na taj način je vrlo složena naučna teorija ušla u pop kulturu, zaokupljajući maštu miliona ljudi širom svijeta. Da li smo danas bliski viziji teme holografije Džordža Lukasa?
Pročitajte također: Svemirski teleskop James Webb: 10 ciljeva za promatranje
Šta je holografija?
„Pomozi mi, Obi-Van Kenobi! Ti si moja jedina nada!” Ovaj tekst, poznat svim fanovima Ratova zvijezda, govori trodimenzionalna projekcija princeze Leia, postao je za mnoge gledaoce prva ideja o tome šta su holografija i holografska slika.
Danas, kada u rukama držimo disk sa pločama našeg omiljenog benda, na njemu vidimo šarenu naljepnicu koja svjetluca različitim duginim bojama. Ovo je holografska potvrda autentičnosti i legalnosti diska. Dakle, i ovo je hologram, ali kako nastaje i čemu služi? Pokušat ću odgovoriti na ova pitanja što je moguće pristupačnije. Međutim, to očito neće biti lak i jednostavan zadatak, uglavnom zbog potrebe da se definiraju i objasne neki fizički pojmovi, iako bi vam većina njih trebala biti poznata sa nastave fizike. Ovo je neophodno jer je krajnji efekat rezultat praktične upotrebe dostignuća iz različitih oblasti tehnologije. Stoga, nerazumijevanje teorijskih osnova može dovesti do nerazumijevanja cijelog problema. Međutim, ne namjeravam da opterećujem ovaj članak teorijama koje podržavaju Maxwellove jednadžbe. Moglo bi, ali zašto? To ne bi dodalo ništa novo i sigurno bi otežalo razumijevanje. Pokušaću da na pristupačan način objasnim principe snimanja i reprodukcije holografskih slika, koristeći jasne crteže i definicije osnovnih fizičkih pojmova iz oblasti optike i talasnog kretanja. Takođe ću govoriti o praktičnoj primeni holografije, uključujući holografsko snimanje informacija u kompjuterskim tehnologijama.
Počnimo s definicijom koja će nam malo olakšati stvari. Holografija, kao i fotografija, koja je poznata čovječanstvu od 19. stoljeća, način je dobivanja slika. Oba ova pojma potiču iz grčkog jezika, međutim, ako riječ fotografija dolazi od riječi “fotografija” i “graphe”, što znači “svjetlo” i “slika”, onda prvi dio riječi holografija dolazi od “holos”. “, što na grčkom znači “celo”.
Dakle, holografija je "crtanje cjeline". Šta to znači? Na standardnoj fotografiji možemo sačuvati samo dvodimenzionalnu sliku onoga što vidimo u trodimenzionalnom svijetu. Ideja iza holografije je snimanje informacija o cijelom objektu, a ne samo o jednoj njegovoj strani. Tako da je moguće, koristeći snimljene informacije, reproducirati sliku cijelog objekta.
Ali kako sačuvati izgled trodimenzionalnog objekta? Za to se koristi fenomen svjetlosne interferencije. Vidljiva svjetlost, koja je dio elektromagnetnog spektra, sama se sastoji od dvije komponente - električnog polja i magnetnog polja. Ali što je najvažnije, svjetlost je val, a ne samo tok fotona, tako da superponiranje više valova može stvoriti nove valove s novim karakteristikama. Zatim, koristeći fenomen difrakcije, može se reproducirati slika superponiranih valova tako da odražava snimljene karakteristike.
Pročitajte također:
- Promatranje Crvene planete: Istorija marsovskih iluzija
- Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost
Snimanje i prikaz holograma
Zahvaljujući talasnoj prirodi svjetlosti, moguće je snimiti izgled objekta u tri dimenzije na standardnom fotografskom filmu. Uz pomoć odgovarajućeg lasera, čiji je jedan snop usmjeren na prozirnu ploču i usmjeren kako na objekt koji se snima, tako i direktno na film, stvara se uzorak valova koji se preklapaju. Takva slika je superpozicija velikog broja interferencija pojedinih spektralnih komponenti svjetlosti, a kada bismo željeli da dobijemo “fotografiju” iz takvog filma, naše oči ne bi vidjele objekt obasjan laserom, već melanž interferentne linije, koje same po sebi ne govore ništa o fotografisanom objektu.
Evo kako to izgleda u praksi:
Samo ispravna ekspozicija filma, koji je u tom trenutku difrakciona rešetka, uz pomoć fokusiranog laserskog snopa omogućava vam da obrnete ceo proces i dobijete trodimenzionalnu sliku objekta.
XNUMXD holografsko snimanje, iako slično, razlikuje se od stereoskopske tehnike, koja uključuje fotografisanje objekta iz dva krupna plana, a zatim postavljanje ploča u uređaj koji se zove stereoskop. Na primjer, popularan VR naočare radite na ovaj način, stvarajući dvije slike koje su malo pomaknute. U hologramima, ovaj pomak je fiksiran na jednom mediju u obliku interferencije talasa.
Pročitajte također:
- 100 godina kvantne fizike: od teorija 1920-ih do kompjutera
- 5 budućih svemirskih misija o kojima treba razmišljati
Hologram i "hologram"
Problem s gore opisanom tehnologijom je što zahtijeva precizno lasersko svjetlo i bliske laboratorijske uslove da bi se postigli zadovoljavajući rezultati. I iako je originalna ideja holograma našla praktičnu primjenu, na primjer, u snimanju podataka na HVD standardnim medijima s teorijskim kapacitetom od nekoliko TB, međutim, oni nisu postali popularni mediji za kućnu upotrebu.
Praktična rješenja pokazuju da složeni proces dobivanja holografske slike jednostavno gubi u odnosu na druge tehnologije koje postižu isti efekat, ali koristeći druge tehnike. I iako se sa znanstvenog stajališta takve slike ne bi trebale nazivati hologramima, uobičajeno je sve te pseudo-holograme nazvati jednostavno "hologramima".
U praksi, međutim, ni slika sa koncerta Tupaca niti slika kraljice Elizabete II u njenoj kočiji staroj 260 godina nisu pravi hologrami sa naučne tačke gledišta.
Hologram nije ono što vidimo u HoloLens naočarima ili na vjetrobranskom staklu automobila "holografskog displeja". Najčešće je to trodimenzionalna slika stvorena uz pomoć nekoliko odvojenih (a ne jedne, kao u slučaju originalnog holograma) svjetlosnih zraka koje padaju s različitih strana na medij, koji može biti prozirno staklo, vodena zavjesa , ili "plutajuća" vodena para preko takvog "holografskog prikaza".
Nemam velikih zamjerki na korištenje termina "hologram" u odnosu na ove tehnike, a glavni razlog je taj što ovako dobiveni efekat vrlo često odgovara glavnim svojstvima holografije, odnosno pohranjivanju i reprodukciji više informacija. (u ovom slučaju radi se o posmatranju objekta iz različitih uglova) o objektu.
Također zanimljivo:
Današnji "hologrami"
Sistemi bazirani na projektorima, koji prikazuju slike na različitim providnim materijalima, rade malo drugačije. Svetlost usmerena iz različitih uglova sadrži informacije o slici koja se vidi sa druge strane. Zrake će se susresti na površini stakla, vode ili, kao u slučaju zaboravljenog poljskog izuma Leia Display, parne zavjese, stvarajući utisak trodimenzionalne slike koja se pojavljuje u zraku (krajnja prednost pravog hologram).
Drugi primjer su 2020D ekrani iz Looking. Oni koji ne projektuju sliku na dvodimenzionalnu površinu, već je stvaraju unutar trodimenzionalnog tijela, na primjer stakla. Kompanija je, posebno, godinama radila na rješenju Looking Glass Factory, a prvim ozbiljnijim rezultatima ovog rada mogli smo se diviti XNUMX. godine.
Možemo spomenuti i njemački cirkus Roncalli, koji je odbio da izvodi predstave sa životinjama, iako u Njemačkoj, inače, za razliku od mnogih evropskih zemalja, cirkusi sa životinjama nisu zabranjeni. Sada se u areni pojavljuju slonovi, konji i ribe u obliku holograma.
Sistem, koji omogućava gledaocima da vide holograme, koštao je više od pola miliona evra.
Također zanimljivo:
- 10 najčudnijih stvari koje smo naučili o crnim rupama 2021
- Teraformiranje Marsa: Može li se Crvena planeta pretvoriti u novu Zemlju?
Zar ljudi ne shvataju da žive u hologramu?
Naravno, nije bilo bez ljudi koji podržavaju ideje svjetske zavjere. Oni vjeruju da ti i ja već dugo živimo u jednom velikom hologramu, da je svijet oko nas hologram, Matrix. Sada ću pokušati sve da objasnim.
Kada se pojavio film "Matrix", svi su bili veoma iznenađeni idejom scenarija, koja je nastala od braće Wachowski. Međutim, ideja koja leži u osnovi priče o Matrixu prisutna je i u istočnjačkim filozofijama. Neki kvantni fizičari odavno su prepoznali da je ono što nauka opisuje jezikom matematike poznato vekovima u obliku religioznih poruka. Odnosno, ako vjerujemo ovoj teoriji, onda živimo u velikom hologramu.
Tvrde da se čovječanstvo toliko zaokupilo da neke stvari ne može primijetiti. Posmatramo svijet i učestvujemo u njegovom stvaranju, vrlo često ne shvaćajući mogućnost da utičemo na ono što nam se dešava. Fizičari traže dokaze o postojanju Higgsovog polja punog karakterističnih bozona koji se nazivaju čestica boga, ali mi razmatramo informacije o takvim pretragama izolovano od implikacija koje bi otkriće takvog mehanizma imalo.
Može se ispostaviti da će nas potvrda postojanja Higgsovih bozona natjerati da sebi postavimo važna pitanja o prirodi svijeta i načinu na koji je stvoren. Odjednom se može ispostaviti da koncepti Matrixa i nisu tako fantastični, i svi mi zapravo živimo u velikom hologramu, a mi sami smo hologrami.
Takvi se zaključci mogu izvući iz informacija dobijenih zahvaljujući razvoju kvantne fizike. Sigurno znamo da je osnovno pravilo koje određuje šta će se dogoditi vjerovatnoća. Također znamo da su neki fizički eksperimenti jednostavno nemogući jer sama činjenica promatranja njihovih učinaka određuje šta se u njima događa. Ajnštajn je, shvatajući posledice takvog razmišljanja, rekao da svet ne može zavisiti od Boga koji igra kockice.
Šta ako zapravo živimo u velikom hologramu, a naše interakcije s njim, izrazi naših očekivanja i strahova djeluju s njim, uzrokujući da doživljavamo različite stvari? Postoje neke metode uticaja na ono što nam se dešava, koje se nazivaju pozitivnim. Svako ko ih je probao zna da radi, a uglavnom zato što znamo da bi trebalo da radi. Isto je i sa raznim alternativnim tretmanima. Oni se zasnivaju na našoj sposobnosti da kontrolišemo hologram eliminacijom negativnih misli, odnosno verom.
Nauka traži odgovor na pitanje zašto postoji masa, ako se materija sastoji od čestica koje su zapravo prazne. Međutim, nama ljudima se i dalje čini da je svijet oko nas vrlo stvaran, a mi ni ne slutimo da bi, kada bismo shvatili svoje mogućnosti, svako mogao biti kao Neo iz spomenute "Matrixa", ili Buda koji bi mogao da se kreće gori sa moć vaše misli.
Jednostavnim riječima, mi smo već u Matrixu i svi smo hologrami od kojih ništa ne ovisi. Samo želim da se nasmijem takvim idejama o našem svijetu.
Također zanimljivo: O kvantnim kompjuterima jednostavnim riječima
Hoće li svako imati svoj hologram?
Ali ipak ćemo se vratiti u stvarnost. Budućnost je definitivno u 3D prikazivanju. Međutim, sigurno je da će biti još dug put do pojave pravih holograma na ulicama, kao u filmu "Blade Runner". Do tada ćemo imati mnogo "simulacijskih holograma" i demonstracija tehnologija koje će sve više zavaravati naša čula i stvarati utisak da gledamo prave trodimenzionalne objekte.
Dakle Google postavili programerima upravo takav cilj. Poznato je da rade na zanimljivom projektu Starline, odnosno "holografskoj" kabini za razgovore. Već su pokazali neke rezultate svog rada.
Zaposleni u Googleu su, koristeći seriju kamera i senzora, kreirali precizne 3D modele ljudi koji razgovaraju jedni s drugima, ostavljajući utisak da se nalaze na istom mjestu. Trenutno je ovo rješenje testirano u uredima kompanije.
Neki naučnici smatraju da smo već na korak od pojave hologramske tehnologije u sredstvima svakodnevne komunikacije među ljudima. Za to će biti potrebno izgraditi još jednu infrastrukturu za komunikaciju sljedeće generacije - optičku mrežu koja povezuje kontinente i šestu generaciju bežične komunikacione infrastrukture 6G. Mnoge tehnološke kompanije već se bave takvim aktivnostima. Možda će za nekoliko godina hologrami postati dio svakodnevice, ali nadam se da neće zamijeniti pravu komunikaciju među ljudima.
Neki naučnici takođe ističu da se hologrami već mogu koristiti, jer odgovarajuće tehnologije već postoje, ali je u ovoj fazi toliko skupo da nije sasvim isplativo. Situacija je vrlo slična onoj kako se internet razvijao. Na početnom nivou u njega gotovo niko nije vjerovao, a sada je nemoguće zamisliti sadašnjost bez njegovog postojanja.
Dakle, postoji mnogo znakova da ćemo za nekoliko godina moći imati vlastite holograme kako bismo posjetili naše prijatelje iz udobnosti naših domova. Međutim, treba imati na umu da se predviđanja naučnika o potrebnim tehnologijama ne ostvaruju uvijek.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je da donirate sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili preko službene stranice NBU.
Pretplatite se na naše stranice u Twitter to Facebook.
Također zanimljivo:
