plads

Multiverset kan være en del af en dybere realitet - unik og fuldstændig forståelig.

"Den mest uforståelige ting i universet er detat det er forståeligt, "sagde Albert Einstein engang. I dag kan universet imidlertid næppe kaldes forståeligt eller endog unikt. Fundamental fysik oplever en krise forbundet med to populære begreber, der ofte omtales som "multiverse" og "uglyverse", som bogstaveligt står for "multiple universe" og "grimte univers".

Hvordan er universet?

Tilhængere af et multipel univers hævderideen om eksistensen af ​​et utal af andre universer, hvoraf nogle har fuldstændig forskellig fysik og antallet af rumlige dimensioner; i disse universer kan du og alle andre eksistere i form af utallige kopier. "Multiversen kan være den farligste ide i fysik," siger den sydafrikanske kosmolog George Ellis.

Fra de allerførste dage af videnskabens opdagelseet usandsynligt tilfældighed førte til behovet for at forklare det, at søge efter en skjult årsag og motiv. Blandt nutidige eksempler er der følgende: fysikens love synes at være finindstillet på en sådan måde, at det tillader eksistensen af ​​intelligente væsener, der kan opdage disse love - dette er en tilfældighed, der kræver forklaring.

Med adventen af ​​multiversen ændrede alt: Ligegyldigt hvor utroligt et tilfældighed, i de milliarder milliarder universer, der udgør en multivers, i hvert fald et eller andet sted - det vil være. Og hvis et tilfælde forekommer at være befordrende for fremkomsten af ​​komplekse strukturer, liv eller bevidsthed, bør vi ikke engang være overrasket over, at vi er i et univers, der tillader os at eksistere i første omgang. Men denne "antropiske begrundelse" betyder igen, at vi ikke kan forudsige noget. Der er ingen åbenlyse principper for CERN fysikere i deres søgen efter nye partikler. Og der er ingen grundlæggende lov, der kunne findes bag universets tilfældige egenskaber.

Helt anderledes, men ikke mindre farligt, er blevet en anden.problemet er det "grimte univers". Ifølge den teoretiske fysiker Sabina Hossenfelder blev moderne fysik forvirret af sin attraktion til den "smukke", hvilket førte til fremkomsten af ​​matematisk elegante, spekulative fantasier uden nogen forbindelse med eksperimenter. Fysikere er "tabt i matematik", mener hun. Og hvad fysikere kalder "skønhed" er struktur og symmetri. Hvis vi ikke kan stole på sådanne begreber mere, vil forskellen mellem forståelse og simpel korrespondance med eksperimentelle data være sløret.

Begge problemer har deres rødder. "Hvorfor undskylder naturens love ikke noget for det, jeg synes er smukt?", Undrer Hossenfelder med rette. Og svaret er: de er ligeglad. Naturligvis kan naturen være kompleks, forvirret og uforståelig - hvis det var klassisk. Men naturen er ikke sådan. Naturen er kvantemekanisk. Og selv om klassisk fysik er videnskaben om vores hverdag, hvor objekter er adskilt fra hinanden, er kvantemekanikken anderledes. Tilstanden af ​​din bil er ikke relateret til farven på din kones kjole. Men i kvantemekanik er alle ting kausal afhængige af hinanden, hvilket Einstein kaldte "forfærdelig handling på afstand". Sådanne korrelationer udgør strukturen, og strukturen er smuk.

Omvendt virker multiversiteten vanskeligat nægte. Specielt kvantemekanik er stor for det. Skuddet af enkelte elektroner i skærmen med to spalter fører til udseendet af et interferensmønster på detektoren bag skærmen. I hvert tilfælde viser det sig, at elektronen passerer begge slidser hver gang.

Kvantfysik er videnskaben bag atomkrafteksplosioner, smartphones og kollisioner af partikler - og hun er kendt for hendes forskrækkelse, som Schrödinger-katten, som eksisterer i en tilstand af spænding mellem liv og død. I kvantemekanik kan forskellige virkeligheder overlappe hinanden (som "partikel her" og "partikel der" eller "kat er i live" og "kat er død") som bølger på overfladen af ​​en sø. En partikel kan være halv her og halv der. Dette kaldes superposition, og det er det der fører til udseendet af et interferensmønster.

Oprindeligt designet til at beskrivemikroskopiske verden, kvantemekanik de seneste år har vist, at den forvalter et stadig større objekt, hvis de er tilstrækkeligt isolerede fra miljøet. Men af ​​en eller anden grund er vores daglige liv på en eller anden måde beskyttet mod for mange kvanteægter. Ingen har nogensinde set en halvdød kat, og når du måler placeringen af ​​en partikel, får du et bestemt resultat.

Direkte fortolkning antyder, at alleMulige muligheder er blevet implementeret, om end i forskellige, men parallelle realiteter i "Everett-filialerne" - opkaldt efter Hugh Everett, der først forsvarede denne opfattelse, kendt som den mange-verdens fortolkning af kvantemekanik. Everett 'mange verdener' repræsenterer faktisk kun et af eksemplerne på multiversen - en af ​​de fire. De to andre er ikke så interessante, og det tredje er "strengteoriets landskab", som vi kommer tilbage senere.

Drejer sig om kvantemekanik for at retfærdiggøretil fysikens skønhed ser vi ud til at ofre universets unikke karakter. Denne konklusion ligger dog kun på overfladen. På et sådant billede er det normalt overset, at multivers Everett ikke er grundlæggende. Han er kun tilsyneladende eller "emergent", som filosofen David Wallace fra University of Southern California stater.

For at forstå dette øjeblik, skal du forstå princippetunderliggende både kvante målinger, samt "frygtelig handling på afstand". Konceptet "indvinding", som Einstein, Boris Podolsky og Nathaniel Rosen påpegede i 1935, er nøglen til begge fænomener: i kvantemekanik kan et system med to indviklede nul-sumspinser bestå af en superposition af parspinser med modsatte rotationsretninger med absolut usikkerhed i rotationsretningen for individuel spins. Entanglement er en naturlig forening af dele i en helhed; De enkelte egenskaber af komponenterne ophører med at eksistere til fordel for et stærkt bundet fælles system.

Når et kvantesystem måleseller forbundet med miljøet, manifesterer den vigtige rolle indvolde: kvantsystemet, observatøren og resten af ​​universet er sammenflettet. Ud fra den lokale observatørs synsvinkel er informationerne spredt i et ukendt miljø, og processen med "decoherence" begynder. Decoherence er en klassisk agent: den beskriver tabet af kvanteegenskaber, når et kvantesystem interagerer med dets miljø. Decoherence fungerer som en lynlås mellem parallelle realiteter af kvantefysik. Fra observatørens synsvinkel "bryder universet" op i separate afdelinger af Everett. Observatøren ser en levende kat eller en død kat, men intet mellemliggende. For ham synes verden at være klassisk, selvom det globalt set stadig er kvantemekanisk. Faktisk er hele universet fra dette synspunkt et kvanteobjekt.

Quantum monism

Og her tiltrækker vi det mest interessante koncept."Quantum monism" foreslået af filosofen Jonathan Schaffer. Schaffer overvejede spørgsmålet om, hvad universet består af. Ifølge kvantemonismen består det grundlæggende lag af virkeligheden ikke af partikler eller strenge, men af ​​selve universet, forstået ikke som summen af ​​de ting, der gør det op, men snarere som en enkelt indviklet kvante tilstand.

Lignende tanker er blevet udtrykt tidligere, for eksempelfysiker og filosof Karl Friedrich von Weizsäcker: forudsætter kvantemekanik seriøst den unikke enkeltkvantitets-virkelighed, der ligger til grund for multiversen. Ensartetheden og de små udsving i temperaturen på den kosmiske mikrobølge baggrund, hvilket indikerer at det observerede univers kan spores tilbage til en enkelt kvantestat, som normalt er forbundet med kvantefeltet for primær inflation, understøtter denne opfattelse.

Desuden gælder denne konklusion for andremultiverse begreber. Da indvinding er universel, er det ikke begrænset til vores kosmiske boble. Uanset multiversen, hvis du accepterer kvantemonisme, vil alt være en del af en helhed: der vil altid være et mere grundlæggende lag af virkelighed underliggende de mange universer i multiverset, og dette lag vil være unikt.

Både kvantemonisme og Everett mange verdenerFortolkninger er forudsigelser af kvantemekanik. Kun perspektivet skelner dem fra, hvad der ser ud fra den lokale observatørs synspunkt, ligner de mange verdener. I virkeligheden er det et enkelt unikt univers fra et globalt synspunkt (for eksempel et væsen der kan se hele universet udefra).

Med andre ord er mange verdener kvantemonisme gennem øjnene af en observatør, der har begrænsede oplysninger om universet. Faktisk var Everetts oprindelige motivation at udvikle en kvantebeskrivelse af hele universet med hensyn til "universalbølgefunktionen". Se på dette som gennem et mudret vindue: Naturen er opdelt i mange stykker, men dette er kun en fordrejning af perspektivet.

Monisme og flere verdener kan undgås, menkun hvis nogen ændrer quantormekanikkens formalisme - det er normalt i konflikt med Einsteins særlige relativitetsteori - eller vil nogen introducere kvantemekanik ikke som en teori om videnskab, men som viden: menneskelige forestillinger, men ikke videnskab.

I sin nuværende form bør kvantemonismenbetragtes som et nøglekoncept i moderne fysik: det forklarer, hvorfor "skønhed", opfattet som struktur, korrelation og symmetri mellem eksternt uafhængige naturområder, ikke er et forvrænget æstetisk ideal, men en konsekvens af at splitte naturen fra en enkelt kvante tilstand. Derudover eliminerer kvantemonismen også behovet for et multipelt univers, da det forudsiger korrelationer, der realiseres ikke kun i et separat født univers, men også i en bestemt gren af ​​multiverset.

Endelig kan kvantemonismen løse en krise.eksperimentel grundfysik, der bygger på stadig større collider for at studere mindre og mindre komponenter i naturen. Fordi de mindste komponenter ikke vil være et grundlæggende lag af virkeligheden. At studere fundamentet for kvantemekanik, nye områder af kvantfeltteori eller de største strukturer i kosmologi kan være lige så nyttige.

Alt dette betyder, at vi ikke bør stoppe med at søge. Til sidst er dette ønske ikke taget væk fra os. Et eller andet sted dybt under er der en unik, forståelig og grundlæggende virkelighed.

Dette er godt, ikke? Fortæl os i vores chat i Telegram.