In diverse interpretazioni della meccanica quantistica, come quella di Everett, l'universo può essere descritto
Tuttavia, gli scienziati non hanno dimostrato che queste interpretazioni siano corrette. Presentano anche gravi carenze a causa delle quali non hanno ricevuto un riconoscimento generale.
problema quantistico
La meccanica quantistica descrive il comportamento di tinyparticelle. Il suo punto principale è che semplicemente non esiste certezza su quali risultati si possano ottenere a seguito delle osservazioni. Ad esempio, secondo l'interpretazione della teoria, gli elettroni esistono contemporaneamente in diversi stati. Quindi, quando qualcuno effettua una misurazione, l'elettrone "seleziona" uno di questi stati.
Questo è il problema:“Lo scopo della fisica” è prevedere come si comporteranno gli oggetti nell’universo. Se una persona lancia una palla a qualcun altro, puoi utilizzare le conoscenze della fisica (come le leggi classiche di Newton) per prevedere dove andrà. Ma se “lasci cadere” un elettrone, non sarai in grado di scoprire esattamente dove andrà a finire.
Il concetto di multiverso. Foto: it.freepik.com
Tuttavia, la meccanica quantistica ha uno strumentoper le previsioni: equazione di Schrödinger. Assegna una funzione d'onda a ciascuna particella e descrive come cambia nel tempo. Nel quadro standard della meccanica quantistica, rappresenta una nuvola di probabilità. A sua volta, descrive dove può essere osservata la particella. Dove la funzione d'onda ha valori alti, c'è un'alta probabilità, e dove ha valori bassi, c'è una piccola probabilità.
La funzione d'onda (o vettore di stato) descrivestato di un sistema quantomeccanico. Se lo conosci, puoi ottenere l'informazione più completa sul sistema, che fondamentalmente è ottenibile nel microcosmo. Ad esempio, può essere utilizzato per calcolare tutte le caratteristiche fisiche misurabili di un sistema, la probabilità che si trovi in un determinato posto nello spazio e la sua evoluzione nel tempo. La funzione d'onda può essere trovata risolvendo l'equazione d'onda di Schrödinger.
Tuttavia, questa immagine standard si scontracon un problema su quando gli scienziati effettuano effettivamente le misurazioni. Quando non guardano, la funzione d'onda evolve da sola secondo l'equazione di Schrödinger. Ma quando gli scienziati effettuano una misurazione, questa particella “collassa”, sostanzialmente scomparendo, e appare in uno dei posti possibili.
Interpretazione quantistica
Come possono esisterne due nel mondo quantistico?insieme di regole completamente diverse per il comportamento della funzione d'onda? Nell'immagine standard, la funzione d'onda obbedisce all'equazione di Schrödinger quando non viene osservata e altrimenti collassa immediatamente. Questo è strano, ma normale per la fisica quantistica.
Il concetto di multiverso. Foto: maxpixel.net
In contrasto con alcune interpretazioni dei quantila meccanica “trasforma” la funzione d’onda da semplice strumento matematico in un oggetto reale esistente. Ad esempio, l'interpretazione dei molti mondi (nota anche come interpretazione di Everett) e la teoria dell'onda pilota.
Come funziona?
L'interpretazione di Everett, nota anche comeinterpretazione multi-mondo(MMI) ne presuppone l'esistenza, in qualche modosenso, “universi paralleli”. In ognuno di essi operano le stesse leggi della natura e sono caratterizzate dalle stesse costanti mondiali. Tuttavia, si trovano in stati diversi.
Secondo il fisico Mikhail Korobko, le cose stanno cosìlavori. Se un sistema quantistico si intreccia con l’intero mondo che lo circonda, le diverse parti della funzione d’onda si isolano completamente le une dalle altre, senza “collassare”. È come se fossero in mondi diversi. Ecco come funziona l'idea principale dell'interpretazione dei molti mondi, secondo la quale l'intero Universo è descritto da un'unica funzione d'onda.
Allo stesso tempo, nascono ciascuno “mondi” diversitempi in cui si verifica il “collasso”: l’interazione del sistema con il suo ambiente. In questo caso, un mondo è diviso in più, secondo i rami della funzione d'onda, e non interagiscono più.
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In questa interpretazione non esiste nulla comemisurazione. Non esiste alcun processo o "trucco" speciale che faccia scomparire la funzione d'onda. Invece, a ciascuna particella nell'Universo viene assegnata la propria funzione d'onda, e ciascuna continua semplicemente ad evolversi indefinitamente secondo l'equazione di Schrödinger.
Quando le particelle interagiscono, le loro forme d'ondale funzioni “si sovrappongono” per un breve periodo. Nella meccanica quantistica, una volta che ciò accade, le particelle sono legate per sempre: una funzione d'onda descrive entrambe le particelle simultaneamente nel processo di entanglement quantistico. In generale, ogni particella nell’Universo si intreccia con ogni altra, risultando in un’unica funzione d’onda universale che descrive l’intero cosmo “in un colpo solo”.
Come funziona il multiverso quantistico
Ma anche se esiste un'onda universalefunzioni, la casualità è ancora fondamentale per la meccanica quantistica, spiega a WordsSideKick.com Paul Sutter, professore di ricerca di astrofisica alla SUNY Stony Brook University. Per spiegare ciò, secondo entrambe le interpretazioni, la funzione d'onda si divide ogni volta che si verifica un'interazione quantistica e in ciascun Universo duplicato l'elettrone si comporta diversamente. Questo processo crea il multiverso quantistico.
Il concetto di multiverso. Foto: it.freepik.com
Essenzialmente, ogni interazione avviene a un certo livelloè quantistico, esistono universi paralleli, ciascuno contenente le conseguenze di possibili scelte alternative che una persona potrebbe fare nel corso della sua vita. In sostanza, una persona in questo preciso momento è costantemente “scissa”, frammentandosi in tante copie ad ogni scelta, ad ogni movimento e ad ogni azione.
"Scissione" di una persona
La complessità del multiverso quantistico è questaè inimmaginabilmente enorme. Dopotutto, non sono solo le decisioni consapevoli che portano alla “scissione”, ma anche ogni interazione quantistica. Anche leggendo questo articolo, stai innescando la "frammentazione" di innumerevoli universi che sono assolutamente identici tranne che per i minuscoli e insignificanti dettagli quantistici che si verificano all'interno di uno smartphone o di un laptop. Questo è molto.
La questione principale del multiverso quantistico
Il problema è che le persone percepisconocoscienza nel suo insieme, e ci vuole tempo perché il cervello integri tutti i dati sensoriali nella percezione cosciente del mondo. Ma se una persona è costantemente “scissa”, come può mantenere una storia coerente della propria identità?
Inoltre, nessuna di queste teorie fisichenon spiega come avvenga effettivamente questa separazione degli universi. Non è noto quanto velocemente ciò avvenga e perché le persone non possano osservarlo. Resta anche una questione aperta come le persone ricostruiscano le probabilità della meccanica quantistica con tutti questi universi divisi: in altre parole, come gli universi "sanno" quale scissione produrre con ciascuna interazione quantistica. In futuro, forse, gli scienziati saranno in grado di rispondere a questa e ad altre domande.
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In copertina: il concetto di multiverso, foto: maxpixel.net