"Nejrozumitelnější věcí ve vesmíru je to, že je to pochopitelné," řekl jednou Albert Einstein. V dnešní době však vesmír nelze stěží nazvat srozumitelným nebo dokonce jedinečným. Základní fyzika je v krizi se dvěma populárními pojmy často označovanými jako „multiverse“a „ošklivý“, které doslova znamenají „mnohonásobný vesmír“a „ošklivý vesmír“.
Jak funguje vesmír?
Zastáncové rozmanitého vesmíru hájí myšlenku existence nesčetných jiných vesmírů, z nichž některé mají zcela odlišnou fyziku a počet prostorových dimenzí; v těchto vesmírech můžete vy, já a všichni ostatní existovat jako nespočet kopií. „Multiverse může být nejnebezpečnějším nápadem ve fyzice,“řekl jihoafrický kosmolog George Ellis.
Od nejranějších dnů vědy vedl objev nepravděpodobné shody k nutnosti vysvětlit to, hledat skrytou příčinu a motiv. Moderní příklady zahrnují toto: fyzikální zákony se zdají být doladěny, aby umožnily inteligentním bytostem detekovat tyto zákony - náhoda, která vyžaduje vysvětlení.
S příchodem multivesmíru se všechno změnilo: bez ohledu na to, jak neuvěřitelná náhoda, v miliardách vesmírů, které tvoří multiverse, alespoň někde - bude. A pokud se náhoda zdá být příznivá pro vznik složitých struktur, života nebo vědomí, neměli bychom ani být překvapeni, že jsme ve vesmíru, který nám umožňuje existenci na prvním místě. Ale toto „antropické uvažování“zase znamená, že nemůžeme nic předpovídat. Neexistují žádné zřejmé principy pro fyziky CERN při hledání nových částic. A za náhodnými vlastnostmi vesmíru není žádný základní zákon.
Další problém se stal úplně jiným, ale neméně nebezpečným - „ošklivým vesmírem“. Podle teoretické fyziky Sabiny Hossenfelderové byla moderní fyzika zmatena přitažlivostí k „krásné“, která vedla ke vzniku matematicky elegantních, spekulativních fantazií bez spojení s experimenty. Fyzici jsou „ztraceni v matematice“, říká. A to, co fyzici nazývají „krásou“, jsou struktury a symetrie. Nebudeme-li se na takové koncepty déle spolehnout, bude rozdíl mezi porozuměním a prostým přizpůsobením se experimentálním datům rozmazaný.
Oba problémy mají své kořeny. "Proč zákony přírody nedávají sakra o tom, co považuji za krásné?" Zeptá se Hossenfelder. A odpověď zní: je jim to jedno. Příroda by samozřejmě mohla být složitá, matoucí a nepochopitelná - kdyby byla klasická. Ale příroda není taková. Povaha je kvantová mechanická. A ačkoli klasická fyzika je věda našeho každodenního života, ve které jsou objekty od sebe oddělitelné, kvantová mechanika je jiná. Stav vašeho auta nesouvisí s barvou šatů vaší ženy. Ale v kvantové mechanice jsou všechny věci spolu navzájem příčinně spojeny, což Einstein nazval „strašidelnou akcí na dálku“. Takové korelace tvoří strukturu a struktura je krásná.
Propagační video:
Naproti tomu se zdá, že multiverse je těžké popřít. Zejména kvantová mechanika to zachází dobře. Vypálení jednotlivých elektronů na obrazovku se dvěma štěrbinami má za následek vznik interferenčního vzoru na detektoru za obrazovkou. V každém případě se ukazuje, že elektron pokaždé prochází obě štěrbiny.
Kvantová fyzika je věda, která stojí za jadernými výbuchy, chytrými telefony a srážkami částic - a je známá svými podivnými, jako je Schrödingerova kočka pozastavená mezi životem a smrtí. V kvantové mechanice se mohou různé skutečnosti navzájem překrývat (jako „částice zde“a „částice tam“nebo „kočka je naživu“a „kočka je mrtvá“), jako vlny na povrchu jezera. Částice zde může být polovina a polovina. Tomu se říká superpozice a právě to vede ke vzniku interferenčního vzoru.
Kvantová mechanika, původně vyvinutá k popisu mikroskopického světa, v posledních letech ukázala, že ovládá stále větší objekty, pokud jsou dostatečně izolované od prostředí. Z nějakého důvodu je však náš každodenní život nějak chráněn před příliš velkými kvantovými podivnostmi. Nikdo nikdy neviděl napůl mrtvou kočku a kdykoli změříte polohu částice, získáte určitý výsledek.
Přímá interpretace předpokládá, že všechny možné alternativy jsou realizovány, byť v různých, ale paralelních realitách „větví Everettů“- pojmenovaných po Hughu Everettovi, který jako první zastával tento názor, známý jako mnohočetná interpretace kvantové mechaniky. Everettovy „mnoho světů“ve skutečnosti představují jen jeden příklad multivesmíru - jeden ze čtyř. Další dvě jsou méně zajímavá a třetí je „krajina teorie strun“, ke které se později vrátíme.
Když se uchýlíme k kvantové mechanice, abychom ospravedlnili krásu fyziky, zdá se, že obětujeme jedinečnost vesmíru. Tento závěr však leží pouze na povrchu. Na takovém obrázku je obvykle přehlíženo, že Everettův multiverse není zásadní. Je to zjevné nebo „naléhavé“, jak uvádí filozof David Wallace z University of Southern California.
Abyste pochopili tento bod, musíte pochopit princip, který je základem jak kvantových měření, tak i „děsivé akce na dálku“. Klíčem k oběma jevům je koncept „zapletení“, na který upozornili v roce 1935 Einstein, Boris Podolsky a Nathaniel Rosen: v kvantové mechanice může systém dvou spletených zatočení s nulovým součtem sestávat ze superpozice dvojic zatočení s opačným směrem otáčení s absolutní nejistotou ve směru rotace jednotlivce. točí se. Zapletení je přirozený způsob, jak spojit části do celku; jednotlivé vlastnosti složek zanikají ve prospěch silně svázaného obecného systému.
Kdykoli je kvantový systém měřen nebo spojen s jeho prostředím, zapletení hraje důležitou roli: kvantový systém, pozorovatel a zbytek vesmíru jsou vzájemně propojeny. Z pohledu místního pozorovatele jsou informace rozptýleny v neznámém prostředí a začíná proces „decoherence“. Decoherence je agentem klasičnosti: popisuje ztrátu kvantových vlastností, když kvantový systém interaguje s prostředím. Decoherence funguje jako zip mezi paralelní realitou kvantové fyziky. Z pohledu pozorovatele se vesmír „rozdělí“na oddělené větve Everettu. Pozorovatel pozoruje živou kočku nebo mrtvou kočku, ale nic mezi tím. Svět se pro něj jeví jako klasický, i když z globálního hlediska je stále kvantově mechanický. Vlastně,z tohoto hlediska je celý vesmír kvantovým objektem.
Kvantový monismus
A zde čerpáme z nejzajímavějšího pojmu „kvantového monismu“, který navrhl filozof Jonathan Schaffer. Shaffer přemýšlel nad otázkou, z čeho je vesmír vyroben. Podle kvantového monismu základní vrstva reality nespočívá v částicích nebo řetězcích, ale v samotném vesmíru, který není chápán jako součet jeho podstatných věcí, ale spíše jako jediný zapletený kvantový stav.
Podobné myšlenky již dříve vyjádřil například fyzik a filozof Karl Friedrich von Weizsacker: Přijetí kvantové mechaniky vážně předpovídá jedinečnou, sjednocenou kvantovou realitu, která je základem multivesmíru. Homogenita a malé kolísání teploty kosmického mikrovlnného pozadí, které naznačují, že pozorovatelný vesmír lze vysledovat zpět do jediného kvantového stavu, obvykle spojeného s kvantovým polem prvotní inflace, podporují tento pohled.
Tento závěr se navíc vztahuje i na další multiverse koncepty. Protože zapletení je univerzální, není omezeno na naši kosmickou bublinu. Ať už je multivesmír jakýkoli, pokud přijmete kvantový monismus, všechno bude součástí jediného celku: vždy bude existovat fundamentálnější vrstva reality, která bude základem multiverse v multiverse, a tato vrstva bude jedinečná.
Kvantový monismus a Everettova interpretace mnoha světů jsou předpovědi kvantové mechaniky. Vyznačují se pouze perspektivou: co z pohledu místního pozorovatele bude vypadat jako „mnoho světů“, ve skutečnosti představuje jediný jedinečný vesmír z globálního hlediska (například stvoření, které vidí celý vesmír zvenčí).
Jinými slovy, mnoho světů je kvantovým monismem očima pozorovatele s omezenými informacemi o vesmíru. Ve skutečnosti byla Everettovou původní motivací vyvinout kvantový popis celého vesmíru z hlediska „funkce univerzální vlny“. Podívejte se na to jako skrz zamračené okno: příroda je rozdělena na mnoho kusů, ale je to pouze zkreslení perspektivy.
Monismu a více světům se lze vyhnout, ale pouze pokud někdo změní formalismus kvantové mechaniky - obvykle to je v rozporu s Einsteinovou speciální teorií relativity - nebo někdo předloží kvantovou mechaniku ne jako teorii o vědě, ale o poznání: lidské nápady, ale ne věda.
Ve své současné podobě by kvantový monismus měl být považován za klíčový pojem moderní fyziky: vysvětluje, proč „krása“vnímaná ve formě struktury, korelace a symetrie mezi externě nezávislými sférami přírody není zkresleným estetickým ideálem, ale důsledkem štěpení přírody od jediného kvantový stav. Kromě toho kvantový monismus také odstraňuje potřebu mnohonásobného vesmíru, protože předpovídá korelace realizované nejen v jednom zrozeném vesmíru, ale v jakékoli jediné větvi multiverse.
Kvantový monismus by konečně mohl vyřešit krizi experimentální základní fyziky, která se spoléhá na stále větší srážky, aby studovala stále menší složky přírody. Protože nejmenší komponenty nebudou základní vrstvou reality. Studium základů kvantové mechaniky, nových oblastí teorie kvantového pole nebo největších struktur v kosmologii může být stejně prospěšné.
To vše znamená, že nesmíme přestat hledat. Nakonec nám tato touha nemůže být vzata. Někde hluboko dole je jedinečná, srozumitelná a základní realita.
Ilya Khel