Razlaga kvantne fizike z mnogimi svetovi

Zakaj fizika ponuja veliko svetov

V skladu s teorijo mnogih svetov, ko ima naključni dogodek več izidov, se vesolje razdeli, da jih sprejme vse. VICTOR HABBICK VISIONS, Getty Images

Razlaga mnogih svetov (MWI) je notranja teorija kvantna fizika namenjen razlagi dejstva, da vesolje vsebuje nekatere nedeterministične dogodke, sama teorija pa namerava biti popolnoma deterministična. V tej razlagi se vesolje vsakič, ko se zgodi 'naključni' dogodek, razdeli med različne možnosti, ki so na voljo. Vsaka ločena različica vesolja vsebuje drugačen izid tega dogodka. Namesto ene neprekinjene časovnice je vesolje pod interpretacijo mnogih svetov videti bolj kot niz vej, ki se odcepijo od drevesnega kraka.

Na primer, kvantna teorija kaže na verjetnost, da bo posamezni atom radioaktivnega elementa razpadel, vendar ni mogoče natančno povedati, kdaj (znotraj teh razponov verjetnosti) bo do tega razpada prišlo. Če bi imeli kup atomov radioaktivnih elementov, ki imajo 50-odstotno možnost, da razpadejo v eni uri, potem bi v eni uri razpadlo 50 % teh atomov. Toda teorija ne pove ničesar natančno o tem, kdaj bo določen atom razpadel.

V skladu s tradicionalno kvantno teorijo (kopenhagenska interpretacija), dokler ni opravljena meritev za dani atom, ni mogoče ugotoviti, ali bo razpadel ali ne. Pravzaprav, glede na kvantno fiziko, morate obravnavati atome, če so v superpoziciji stanj - tako razpadlih kot nerazpadlih. To doseže vrhunec v slavnih Schroedingerjeva mačka miselni eksperiment, ki kaže logična protislovja pri poskusu dobesedne uporabe Schroedingerjeve valovne funkcije.

Razlaga mnogih svetov vzame ta rezultat in ga dobesedno uporabi v obliki Everettovega postulata:

Everettov postulat
Vsi izolirani sistemi se razvijajo po Schroedingerjevi enačbi

Če kvantna teorija kaže, da je atom razpadel in ne razpade, potem razlaga mnogih svetov sklepa, da morata obstajati dve vesolji: eno, v katerem je delec razpadel, in drugo, v katerem ni. Vesolje se torej odcepi vsakič, ko se zgodi kvantni dogodek, in ustvari neskončno število kvantnih vesolj.

Pravzaprav Everettov postulat pomeni, da celotno vesolje (ki je en sam izoliran sistem) nenehno obstaja v superpoziciji več stanj. Ni točke, kjer bi se valovna funkcija v vesolju kdaj zrušila, ker bi to pomenilo, da nek del vesolja ne sledi Schroedingerjevi valovni funkciji.

Zgodovina interpretacije mnogih svetov

The razlaga mnogih svetov je ustvaril Hugh Everett III leta 1956 v svoji doktorski disertaciji, Teorija univerzalne valovne funkcije . Kasneje so ga popularizirali s prizadevanji fizika Brycea DeWitta. V zadnjih letih je bilo nekaj najbolj priljubljenih del Davida Deutscha, ki je uporabil koncepte iz interpretacije mnogih svetov kot del svoje teoretike v podporo kvantni računalniki .

Čeprav se vsi fiziki ne strinjajo z razlago mnogih svetov, so bile neformalne, neznanstvene ankete, ki so podprle zamisel, da je to ena od prevladujočih razlag, v katere verjamejo fiziki, ki je verjetno uvrščena takoj za köbenhavnsko razlago in dekoherenco. (Glej uvod tega dokumenta Maxa Tegmarka za en primer. Michael Nielsen je leta 2004 napisal objavo v spletnem dnevniku (na spletni strani, ki ne obstaja več), ki nakazuje – previdno – da mnogi fiziki ne sprejemajo le interpretacije mnogih svetov, ampak da je bila tudi najmočnejša. ni všeč interpretacija kvantne fizike. Nasprotniki se z njim ne samo ne strinjajo, temveč mu načeloma aktivno nasprotujejo.) To je zelo sporen pristop in zdi se, da večina fizikov, ki se ukvarjajo s kvantno fiziko, verjame, da je porabljati čas za dvom o (v bistvu nepreverljivih) interpretacijah kvantne fizike. zapravljanje časa.

Druga imena za interpretacijo mnogih svetov

Razlaga mnogih svetov ima več drugih imen, čeprav je delo Brycea DeWitta v 1960-ih in 1970-ih naredilo ime 'mnogi svetovi' bolj priljubljeno. Nekatera druga imena za teorijo so formulacija relativnega stanja ali teorija univerzalne valovne funkcije.

Nefiziki bodo včasih uporabljali širše izraze multivesolje, megavesolje ali vzporedna vesolja, ko bodo govorili o interpretaciji mnogih svetov. Te teorije običajno vključujejo razrede fizikalnih konceptov, ki pokrivajo več kot le vrste 'vzporednih vesolj', predvidenih z interpretacijo mnogih svetov.

Številni miti o razlagi svetov

V znanstveni fantastiki so takšna vzporedna vesolja zagotovila osnovo za številne odlične zgodbe, a dejstvo je, da nobena od teh nima močne podlage v znanstvenih dejstvih iz enega zelo dobrega razloga:

Razlaga mnogih svetov na noben način ne dopušča komunikacije med vzporednimi vesolji, ki jih predlaga.

Vesolja, ko so enkrat razdeljena, so med seboj popolnoma različna. Tudi avtorji znanstvene fantastike so bili zelo ustvarjalni pri iskanju načinov, kako se temu izogniti, vendar ne poznam nobenega trdnega znanstvenega dela, ki bi pokazalo, kako lahko vzporedna vesolja komunicirajo med seboj.

UredilAnne Marie Helmenstine