Monissa kvanttimekaniikan tulkinnassa, kuten Everettin tulkinnassa, maailmankaikkeus voidaan kuvata
Tiedemiehet eivät kuitenkaan ole osoittaneet, että nämä tulkinnat pitävät paikkansa. Heillä on myös vakavia puutteita, joiden vuoksi ne eivät ole saaneet yleistä tunnustusta.
kvanttiongelma
Kvanttimekaniikka kuvaa pienten käyttäytymistähiukkasia. Sen pääasia on, että ei yksinkertaisesti ole varmuutta siitä, mitä tuloksia havaintojen tuloksena voidaan saada. Esimerkiksi teorian tulkinnan mukaan elektronit ovat olemassa samanaikaisesti useissa tiloissa. Sitten, kun joku tekee mittauksen, elektroni "valitsee" yhden näistä tiloista.
Siinä se ongelma:"fysiikan tarkoitus" on ennustaa kuinka universumin esineet käyttäytyvät. Jos henkilö heittää pallon jollekin toiselle, voit käyttää fysiikan tietämystä (kuten Newtonin klassisia lakeja) ennustaaksesi, mihin se menee. Mutta jos "pudotat" elektronin, et voi selvittää tarkalleen, mihin se päätyy.
Multiversen käsite. Kuva: en.freepik.com
Kvanttimekaniikassa on kuitenkin yksi työkaluennusteita varten: Schrödingerin yhtälö. Se määrittää jokaiselle hiukkaselle aaltofunktion ja kuvaa, kuinka se muuttuu ajan myötä. Kvanttimekaniikan vakiokuvassa se edustaa todennäköisyyspilveä. Se puolestaan kuvaa, missä hiukkanen voidaan havaita. Kun aaltofunktiolla on korkeat arvot, on suuri todennäköisyys, ja missä sillä on alhaiset arvot, on pieni todennäköisyys.
Aaltofunktio (tai tilavektori) kuvaakvanttimekaanisen järjestelmän tila. Jos tiedät sen, voit saada täydellisimmän tiedon järjestelmästä, mikä on pohjimmiltaan saavutettavissa mikrokosmuksessa. Sen avulla voidaan esimerkiksi laskea järjestelmän kaikki mitattavissa olevat fysikaaliset ominaisuudet, todennäköisyys, että se on tietyssä paikassa avaruudessa, ja sen kehitys ajan myötä. Aaltofunktio löytyy ratkaisemalla Schrödingerin aaltoyhtälö.
Tämä standardikuva on kuitenkin ristiriidassaongelma, kun tiedemiehet todella tekevät mittauksia. Kun he eivät katso, aaltofunktio kehittyy itsestään Schrödingerin yhtälön mukaisesti. Mutta kun tiedemiehet tekevät mittauksen, tämä hiukkanen "luhistuu", olennaisesti katoaa, ja hiukkanen ilmestyy yhteen mahdollisista paikoista.
Kvantti tulkinta
Kuinka kaksi voi olla olemassa kvanttimaailmassa?täysin erilaiset säännöt aaltofunktion käyttäytymiselle? Vakiokuvassa aaltofunktio noudattaa Schrödingerin yhtälöä, kun sitä ei havaita, ja muuten romahtaa välittömästi. Tämä on outoa, mutta tavallista kvanttifysiikassa.
Multiversen käsite. Kuva: maxpixel.net
Toisin kuin jotkut kvanttitulkinnatmekaniikka "muuntaa" aaltofunktion yksinkertaisesta matemaattisesta työkalusta todelliseksi olemassa olevaksi objektiksi. Esimerkiksi monien maailmojen tulkinta (tunnetaan myös nimellä Everett-tulkinta) ja pilottiaaltoteoria.
Miten se toimii?
Everettin tulkinta, joka tunnetaan myös nimellämonen maailman tulkinta(MMI) olettaa olemassaolon jollain tavallamielessä, "rinnakkaisuniversumit". Jokaisessa heistä toimivat samat luonnonlait ja niille on tunnusomaista samat maailmanvakiot. Ne ovat kuitenkin eri valtioissa.
Fyysikon Mikhail Korobkon mukaan asia on näintoimii. Jos kvanttijärjestelmä sotkeutuu koko ympärillään olevaan maailmaan, aaltofunktion eri osat eristyvät täysin toisistaan ilman "lupausta". On kuin he olisivat eri maailmoissa. Näin toimii monien maailmojen tulkinnan pääidea, jonka mukaan koko maailmankaikkeus kuvataan yhdellä aaltofunktiolla.
Samalla syntyy erilaisia "maailmoja".aikoina, jolloin "romahdus" tapahtuu - järjestelmän vuorovaikutus ympäristönsä kanssa. Tässä tapauksessa yksi maailma jaetaan useisiin aaltofunktion haarojen mukaisesti, eivätkä ne enää ole vuorovaikutuksessa.
Multiversen käsite. Kuva: maxpixel.net
Tässä tulkinnassa ei ole sellaista asiaa kuinmittaus. Ei ole olemassa erityistä prosessia tai "temppua", joka saa aaltofunktion katoamaan. Sen sijaan jokaiselle maailmankaikkeuden hiukkaselle on määritetty oma aaltofunktionsa, ja jokainen yksinkertaisesti jatkaa kehittymistä loputtomiin Schrödingerin yhtälön mukaan.
Kun hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa, niiden aaltomuodottoiminnot "päällekkäin" lyhyen aikaa. Kvanttimekaniikassa, kun tämä tapahtuu, hiukkaset ovat ikuisesti linkitettyinä: yksi aaltofunktio kuvaa molempia hiukkasia samanaikaisesti kvanttikettumisprosessissa. Yleisesti ottaen jokainen maailmankaikkeuden hiukkanen sotkeutuu yhteen, mikä johtaa yhteen universaaliin aaltofunktioon, joka kuvaa koko kosmosta "yhdellä iskulla".
Kuinka kvanttimultiversumi toimii
Mutta vaikka on olemassa universaali aaltosatunnaisuus on edelleen avainasemassa kvanttimekaniikassa, SUNY Stony Brookin yliopiston astrofysiikan tutkijaprofessori Paul Sutter selittää Live Sciencelle. Tämän selittämiseksi molempien tulkintojen mukaan aaltofunktio halkeaa joka kerta, kun kvanttivuorovaikutus tapahtuu, ja jokaisessa kaksoisuniversumissa elektroni käyttäytyy eri tavalla. Tämä prosessi luo kvanttimultiversumin.
Multiversen käsite. Kuva: en.freepik.com
Pohjimmiltaan jokainen vuorovaikutus on jollain tasollaon kvantti, on olemassa rinnakkaisia universumeja, joista jokainen sisältää seuraukset mahdollisista vaihtoehtoisista valinnoista, joita ihminen voisi tehdä elämänsä aikana. Pohjimmiltaan ihminen on jatkuvasti "halkeamassa" juuri tällä hetkellä, pirstoutuen moniksi kopioiksi jokaisen valinnan, jokaisen liikkeen ja jokaisen toiminnan myötä.
Ihmisen "halkaisu".
Kvanttimultiversumi on monimutkainense on käsittämättömän suuri. Loppujen lopuksi "halkeamiseen" eivät johda vain tietoiset päätökset, vaan myös jokainen kvanttivuorovaikutus. Jopa tämän artikkelin lukeminen käynnistää lukemattomien täysin identtisten universumien "fragmentoitumisen", lukuun ottamatta älypuhelimen tai kannettavan tietokoneen sisällä tapahtuvia pieniä, merkityksettömiä kvanttiyksityiskohtia. Se on paljon.
Kvanttimultiversumien pääkysymys
Ongelma on siinä, että ihmiset ymmärtävättietoisuus kokonaisuutena, ja vie aikaa, ennen kuin aivot integroivat kaiken aistidatan tietoiseen maailmanhavaintoon. Mutta jos henkilö on jatkuvasti "hajallaan", kuinka voimme säilyttää oman identiteettimme johdonmukaisen historian?
Lisäksi mikään näistä fysikaalisista teorioistaei selitä, kuinka tämä universumien erottaminen todellisuudessa tapahtuu. Ei tiedetä, kuinka nopeasti tämä tapahtuu ja miksi ihmiset eivät voi havaita sitä. Avoimeksi jää myös kysymys, kuinka ihmiset rekonstruoivat kvanttimekaniikan todennäköisyydet kaikkien näiden halkeavien universumien kanssa – toisin sanoen kuinka universumit "tietävät" minkä halkeamisen tuottaa jokaisen kvanttivuorovaikutuksen yhteydessä. Tulevaisuudessa ehkä tutkijat pystyvät vastaamaan tähän ja muihin kysymyksiin.
Lue lisää:
Katso Jupiterin kuun voimakkain tulivuorenpurkaus
Uudenlainen kvanttikettuminen on löydetty: fotonit "muistavat" atomien rakenteen
Auringon metallisuus osoittautui korkeammaksi kuin uskottiin: mitä astrofyysikot oppivat
Kannessa: multiversen käsite, kuva: maxpixel.net