Co teoria wielu światów oznacza w fizyce

Interpretacja wielu światów (MWI) to teoria wewnątrz Fizyka kwantowa w celu wyjaśnienia faktu, że wszechświat zawiera pewne niedeterministyczne zdarzenia, ale sama teoria ma być w pełni deterministyczna. W tej interpretacji za każdym razem, gdy ma miejsce „losowe” zdarzenie, wszechświat dzieli się na różne dostępne opcje. Każda osobna wersja wszechświata zawiera inny wynik tego wydarzenia. Zamiast jednej ciągłej osi czasu wszechświat w interpretacji wielu światów przypomina bardziej serię gałęzi odrywających się od gałęzi drzewa.

Na przykład teoria kwantowa wskazuje prawdopodobieństwo, że pojedynczy atom pierwiastka radioaktywnego będzie rozpad, ale nie ma sposobu, aby dokładnie określić, kiedy (w tych przedziałach prawdopodobieństw) nastąpi rozpad miejsce. Gdybyście mieli kilka atomów pierwiastków radioaktywnych, które mają 50% szansy na rozpad w ciągu godziny, to za godzinę 50% tych atomów ulegałoby rozpadowi. Ale teoria nic nie mówi dokładnie o tym, kiedy dany atom rozpadnie się.

Zgodnie z tradycyjną teorią kwantową (interpretacja kopenhaska), dopóki nie zostanie dokonany pomiar dla danego atomu, nie ma sposobu, aby stwierdzić, czy ulegnie on rozkładowi, czy nie. W rzeczywistości, zgodnie z fizyką kwantową, musisz leczyć atomy, jeśli są one w superpozycji stanów - zarówno zepsutych, jak i zepsutych. Kulminuje to w słynnym

Interpretacja wielu światów przyjmuje ten wynik i stosuje go dosłownie w formie postulatu Everetta:

Postulat Everetta
Wszystkie izolowane układy ewoluują zgodnie z równaniem Schroedingera

Jeśli teoria kwantowa wskazuje, że atom zarówno rozpada się, jak i nie rozpada się, to wiele światów interpretacja stwierdza, że ​​muszą istnieć dwa wszechświaty: jeden, w którym cząstka rozpadła się, a drugi wewnątrz czego nie zrobił. Wszechświat rozgałęzia się zatem za każdym razem, gdy ma miejsce zdarzenie kwantowe, tworząc nieskończoną liczbę wszechświatów kwantowych.

W rzeczywistości postulat Everetta sugeruje, że cały wszechświat (będący pojedynczym systemem izolowanym) ciągle istnieje w superpozycji wielu stanów. Nie ma sensu, aby funkcja falowa kiedykolwiek zapadała się we wszechświecie, ponieważ oznaczałoby to, że pewna część wszechświata nie podąża za funkcją falową Schroedingera.

The interpretacja wielu światów został stworzony przez Hugh Everetta III w 1956 r. w pracy doktorskiej, Teoria funkcji fali uniwersalnej. Został później spopularyzowany wysiłkami fizyka Bryce DeWitt. W ostatnich latach niektóre z najpopularniejszych prac zostały autorstwa Davida Deutscha, który zastosował koncepcje z interpretacji wielu światów jako część swojej teorii na poparcie komputery kwantowe.

Chociaż nie wszyscy fizycy zgadzają się z interpretacją wielu światów, przeprowadzono nieformalne, nienaukowe badania, które poparły ten pomysł że jest to jedna z dominujących interpretacji fizyków, prawdopodobnie plasująca się tuż za interpretacją i dekoherencją kopenhaską. (Widzieć wprowadzenie tego papieru Max Tegmark na przykład. Michael Nielsen napisał post na blogu z 2004 r. (Na stronie, która już nie istnieje), która wskazuje - ostrożnie - że interpretacja wielu światów jest nie tylko akceptowana przez wielu fizyków, ale także najbardziej silnie nie podobało się interpretacja fizyki kwantowej. Przeciwnicy nie tylko się z tym nie zgadzają, co do zasady aktywnie się temu sprzeciwiają.) Jest to bardzo kontrowersyjne podejście i większość fizyków, którzy pracują w fizyce kwantowej wydaje się wierzyć, że spędzanie czasu na kwestionowaniu (zasadniczo nie do przetestowania) interpretacji fizyki kwantowej jest marnotrawstwem czas.

Interpretacja wielu światów ma kilka innych nazw, choć prace Bryce DeWitt w latach 60. i 70. XX wieku sprawiły, że nazwa „wielu światów” stała się bardziej popularna. Niektóre inne nazwy teorii to sformułowanie stanu względnego lub teoria uniwersalnej funkcji falowej.

Niefizycy czasami używają szerszych terminów wszechświatów multiwersum, megaverse lub równoległych, mówiąc o interpretacji wielu światów. Teorie te zwykle obejmują klasy pojęć fizycznych, które obejmują więcej niż tylko typy „równoległych wszechświatów” przewidywanych przez interpretację wielu światów.

W science fiction takie równoległe wszechświaty stały się fundamentem wielu wielkich historie, ale faktem jest, że żaden z nich nie ma silnej podstawy w faktach naukowych dla jednego bardzo dobrego powód:

Interpretacja wielu światów w żaden sposób nie pozwala na komunikację między równoległymi wszechświatami, które proponuje.

Wszechświaty, raz podzielone, całkowicie się od siebie różnią. Znów autorzy fantastyki naukowej bardzo pomysłowo wymyślili rozwiązania tego problemu, ale ja nie wiedzą o żadnej solidnej pracy naukowej, która wykazałaby, w jaki sposób równoległe wszechświaty mogłyby się z nimi komunikować inny.

Edytowany przez Anne Marie Helmenstine