Αναζήτηση αυτού του ιστολογίου

Αναζήτηση αυτού του ιστολογίου

Δευτέρα, 1 Δεκεμβρίου 2014

Παράλληλοι κόσμοι και κβαντική παραδοξότητα






Η θεωρία των «πολλών κόσμων που αλληλεπιδρούν» (many interacting worlds- MIW) στην κβαντομηχανική έχει δει αρκετά το φως της δημοσιότητας τελευταία, με σχετικά δημοσιεύματα να εμφανίζονται σε πληθώρα μέσων- ενώ αξίζει να σημειωθεί πως θεωρίες περί ύπαρξης παράλληλων συμπάντων έχουν εμφανιστεί πολλές φορές στην επιστημονική φαντασία, με χαρακτηριστικό παράδειγμα την πρόσφατη τηλεοπτική σειρά «Fringe».


Τη θεωρία αναλύει σε ανάρτηση στο ιστολόγιο του στην αμερικανική έκδοση της Huffington Post ο καθηγητής Χημείας και Φυσικής Μπιλ Πουαριέ του Texas Tech University, επισημαίνοντας ότι μέσω αυτής παρέχεται μία πιθανή εξήγηση πάνω σε μια σειρά παράδοξων φαινομένων που παρατηρούνται σε κβαντικά πειράματα.





«Γράφω για να εξηγήσω σε βασικούς όρους πώς κατέληξα να δημιουργήσω αυτό το οποίο ονομάζεται πλέον θεωρία MIW, πώς λειτουργεί, και τι θα μπορούσε να σημαίνει. Ωστόσο διευκρινίζω εκ των προτέρων ότι αυτή η νέα θεωρία δεν αποδεικνύει τίποτα οριστικό σχετικά με την πραγματική φύση της κβαντικής πραγματικότητας, τουλάχιστον όχι ακόμα. Αυτό επειδή δεν έχουν γίνει πειράματα τα οποία ξεχωρίζουν τις προβλέψεις της θεωρίας MIW από την καθιερωμένη κβαντική θεωρία. Αυτό που κάνει η θεωρία MIW είναι να διευρύνει σημαντικά την έκταση αυτών που πιθανώς να βρίσκονται στα αλήθεια εκεί έξω. Αυτό επειδή άλλες θεωρίες κβαντομηχανικής υποθέτουν την ύπαρξη ενός ειδικού τύπου κβαντικού κύματος, υπό την ονομασία “κυματοσυνάρτηση”. Η θεωρία MIW, από την άλλη, προβαίνει στις ίδιες προβλέψεις χωρίς τη χρήση κυματοσυνάρτησης» αναφέρει ο καθηγητής Πουαριέ. 
Βάσει της θεωρίας MIW, η κβαντική πραγματικότητα δεν αποτελεί κύμα, αλλά μία συλλογή παράλληλων κόσμων. Σε καθέναν εξ αυτών, κάθε αντικείμενο έχει πολύ συγκεκριμένα φυσικά χαρακτηριστικά, όπως η θέση και η ορμή. Μέσα σε έναν κόσμο, τα αντικείμενα αλληλεπιδρούν «κλασικά» (για παράδειγμα βάσει της Νευτώνειας Φυσικής). Αλλά επιπρόσθετα σε αυτό, οι κοντινοί κόσμοι αλληλεπιδρούν επίσης, και είναι αυτή η αλληλεπίδραση από την οποία προκύπτουν όλα τα κβαντικά φαινόμενα που προκύπτουν στη Φύση.






«Τι εννοούμε λέγοντας “κοντινοί κόσμοι”; Αυτό σημαίνει ένας κόσμος που έχει όλα τα ίδια αντικείμενα ή “σωματίδια” με τον κόσμο μας, σε σχεδόν τις ίδιες θέσεις. Τα “αντίγραφα” των σωματιδίων που ζουν στον άλλο κόσμο πρέπει να είναι πολύ κοντά στα “αυθεντικά” στον κόσμο μας, για να μπορούν οι δύο κόσμοι να αλληλεπιδράσουν κβαντικά- μηχανικά. Η απόσταση μεταξύ κάθε σωματιδίου και του αντιγράφου του πρέπει να είναι πρακτικά σε νανοσκοπική κλίμακα» σημειώνει. 
Από την άλλη, τα διαφορετικά σωματίδια τα ίδια δεν χρειάζεται να είναι κοντά μεταξύ τους για να βιώσουν κβαντικές επιδράσεις, σημειώνει. Απομακρυσμένα σωματίδια μπορεί να συνδέονται έμμεσα, χάρη σε κβαντικές αλληλεπιδράσεις με έναν κοντινό κόσμο. Έτσι η θεωρία MIW εξηγεί ή ερμηνεύει το φαινόμενο που είναι γνωστό ως κβαντική διεμπλοκή ή εναγκαλισμός (quantum entanglement).

«To 1957 o Χιου Έβερετ ο Τρίτος δημοσίευσε αυτό που σήμερα αποκαλείται “η ερμηνεία των πολλών κόσμων” (MWI) της κβαντομηχανικής. Η θεωρητική συνεισφορά του Έβερετ ήταν πραγματικά εντυπωσιακή, πολύ μπροστά από την εποχή της. Έθεσε τις βάσεις για εφαρμογές όπως η αποσυνοχή (decoherence), οι κβαντικοί υπολογιστές και η κβαντική πληροφορία, που βρίσκονται τώρα στην αιχμή της σύγχρονης επιστήμης. Αλλά ο Έβερετ ο ίδιος δεν μίλησε για “πολλούς κόσμους” per se, αλλά για την “παγκόσμια κυματοσυνάρτηση”. Στην πραγματικότητα, οι “κόσμοι” στη MWI δεν καθορίζονται τόσο ξεκάθαρα, επειδή τα μαθηματικά που βρίσκονται από πίσω είναι αυτά της βασικής, βασισμένης στην έννοια του κύματος, κβαντικής θεωρίας. Αντίθετα, στη θεωρία MIW, οι κόσμοι είναι ενσωματωμένοι εξαρχής στη μαθηματική θεωρία. Από μόνο του αυτό δεν είναι κάτι αξιοσημείωτο: ο καθένας μπορεί να δημιουργήσει μία θεωρία βασισμένη σε “κόσμους”. Το δύσκολο είναι να δημιουργήσεις μια τέτοια θεωρία η οποία είναι μαθηματικά ανάλογη στην καθιερωμένη, βασισμένη στην έννοια του κύματος κβαντομηχανική, και ως εκ τούτου “συμφωνεί” με τα υπάρχοντα κβαντικά πειράματα».




Όπως σημειώνει ο ίδιος, όταν δημιούργησε αρχικά τη θεωρία MIW πριν από πέντε χρόνια, δεν προσπαθούσε να «εφεύρει» μια νέα ερμηνεία της κβαντομηχανικής- πολύ λιγότερο μία βασισμένη στην έννοια των παράλληλων κόσμων που αλληλεπιδρούν. «Προσπαθούσα να αναπτύξω μια αποτελεσματική μέθοδο για την επίλυση κβαντικών προβλημάτων σε υπολογιστές, χρησιμοποιώντας “κβαντικές τροχιές”. Ξαφνικά, μου έκανε εντύπωση το πώς μπορούσες να “βγάλεις” τα πάντα από τις ίδιες τις τροχιές, χωρίς να χρειάζεται κυματοσυνάρτηση. Οπότε αυτό ήταν το πρώτο βήμα, δουλεύοντας πάνω στα μαθηματικά που ήταν βασισμένα σε τροχιές, για την αντκατάσταση των μαθηματικών που ήταν βασισμένα στην κυματοσυνάρτηση. Αλλά τότε, σκεπτόμενος τι μπορεί να σημαίνουν αυτές οι πολλές τροχιές, μου ήταν ξεκάθαρο ότι θα μπορούσαν να ερμηνευτούν ως πολλοί κόσμοι».

Και άλλοι φυσικοί, αλλά και φιλόσοφοι, έχουν ενδιαφερθεί για τη θεωρία, όπως ο Χάουαρντ Γουάισμαν του Griffith University, που έκανε πρόσφατα δημοσίευση στο Physical Review.

Κλείνοντας, ο Πουαριέ επισημαίνει ότι η θεωρία δεν σημαίνει αντικατάσταση της νέας κβαντικής θεωρίας («πρόκειται για μια νέα ερμηνεία, η οποία δεν αντικαθιστά απαραίτητα τις παλαιότερες ερμηνείες, αλλά έχει επάξια μια θέση μεταξύ τους»), ενώ διευκρινίζει πως, όσον αφορά στη δυνατότητα επικοινωνίας με άλλα σύμπαντα, δεν είναι ακριβώς ότι κάτι τέτοιο μπορεί να συμβεί: «μόνο πολύ κοντινοί κόσμοι αλληλεπιδρούν, που είναι ανεπαίσθητα διαφορετικοί ο ένας από τον άλλον. Αν ένα “σήμα” αποστελλόταν από έναν κόσμο σε έναν άλλο, που θα ήταν αρκετά μεγάλο για να αλλάξει σημαντικά την κατάσταση ενός ανθρώπινου εγκεφάλου, τότε οι δύο κόσμοι θα απομακρύνονταν πάρα πολύ για να επικοινωνήσουν περαιτέρω».

Επίσης, το μεγάλο ερώτημα είναι, εάν υπάρχουν πολλαπλοί κόσμοι, πού βρίσκονται; «Τα μαθηματικά δεν απαντούν σε αυτή την ερώτηση. Αλλά πιθανότατα να έχει λογική να σκεφτεί κανείς τον κάθε “άλλο” κόσμο σαν να ανήκει σε έναν ίδιο φυσικό χώρο όπως ο “δικός” μας κόσμος- απαράλλακτος, αλλά όχι απαραίτητα ο ίδιος».



Α και Β είναι οι δύο "μπλεγμένα" κβαντικά σωματίδια. Μια μέτρηση του σωματιδίου Α συσχετίζεται άμεσα με μια μέτρηση του μακρινού σωματιδίου Β, που φαίνεται να παραβιάζει τη σχετικότητα. (Πώς μπορεί το Α να στείλει ένα σήμα στο Β γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός;) Η θεωρία MIW περιγράφεται ως εξής. Οι δύο μαύροι δίσκοι αντιπροσωπεύουν τα σωματίδια Α και Β στον κόσμο μας. Υπάρχει επίσης ένας γειτονικό κόσμος στον οποίο τα Α και Β επίσης υπάρχουν, αλλά σε ελαφρώς μετατοπισμένες θέσεις (οι ανοικτοί, διακεκομμένοι κύκλοι). Οι δύο κόσμοι αλληλεπιδρούν επειδή είναι κοντά ο ένας στον άλλο, ακόμη και αν τα δύο σωματίδια είναι πολύ μακριά.




Το παρόν κείμενο βασίστηκε στο 'Quantum Weirdness' and 'Many Interacting Worlds', που δημοσιεύτηκε στην αμερικανική έκδοση της Huffington Post.


To-New-Sas
Πηγή: THE HUFFINGTON POST

Δεν υπάρχουν σχόλια :

Δημοσίευση σχολίου

Φεισμπουκ

Τουιτερ