V roce 1940 mluvili o elektronu a jeho vlastnostech dva slavní teoretičtí fyzici, takže měli představu, že všechny elektrony jsou jeden a tentýž elektron.
Fyzici John Wheeler a Richard Feynman měli poněkud netradiční pohled na realitu. Například se domnívali, že v celém vesmíru je pouze jeden elektron, který se střídavě nachází ve všech bodech ve vesmíru - od Velkého třesku až do konce všeho (ať už jde o Velký trh, Velký kompresi, smrt tepla nebo cokoli jiného). Jinými slovy, mluvíme o skutečnosti, že 10 ^ 80 elektronů, s nimiž se zabýváme v každém okamžiku, jsou stejný elektron. Jeden elektron proniká každým atomem a molekulou, bez ohledu na prostor a čas.
Teorie jednoelektronového vesmíru, navržená Johnem Wheelerem během telefonního rozhovoru s Richardem Feynmanem, předpokládá, že všechny elektrony a pozitrony jsou ve skutečnosti projevy jednoho objektu, pohybujícího se tam a zpět v čase.
Wheeler byl tlačen k závěru, že pozitron je elektron pohybující se zpět v čase kvantovým zapletením. Feynman později vyjádřil stejnou hypotézu ve svém článku z roku 1949 Theory of Positrons na Harvardu.
Richard Feynman.
Myšlenka je založena na světových liniích trasovaných každým elektronem v časoprostoru. Wheeler navrhl, že namísto nesčetných takovýchto čar by mohly být všechny součástí jediné linie nakreslené jedním elektronem, jako obrovský zamotaný uzel. Každý okamžik času je součástí časoprostoru a protíná se světovou linií spojenou v uzlu mnohokrát. V průsečících bude polovina čar směřovat dopředu v čase a polovina směřovat dozadu. Wheeler navrhl, že tyto reverzní sekce představují elektronovou antičástici, pozitron.
Útok klonů
Propagační video:
Kvanty existují mimo časoprostor a nezabírají trojrozměrné polohy. Můžete dokonce říci (ale s velkou péčí), že prostor a čas samy o sobě jsou vytvářeny interakcemi quanty, konkrétně kvantovým zapletením, které bylo experimentálně potvrzeno. Navíc ve „zmateném“vesmíru může být čas jen iluzí. A to nás přivádí k další důležité otázce: co znamená zapletení všech částic? Co pro elektron znamená existence mimo prostor a čas?
Představte si částici pohybující se neuvěřitelně rychle v čase během velmi raných stádií vesmíru. Cestuje tak daleko do budoucnosti, že „narazí“do „zdi“(ať je to konec expanze vesmíru, kde se částice již nemůže „pohybovat“entropií) a odrazí se zpět v čase, kde „narazí“do Velkého třesku, odkud původně vzlétla. Opakováním tohoto procesu znovu a znovu velmi vysokou rychlostí se vytvoří klony stejné částice - v našem případě elektronu - a bude to vypadat, že existují biliony částic a jsou všude.
John Archibald Wheeler.
Pokud je to příliš obtížné, zkuste další myšlenkový experiment.
Pokud byste se v pondělí vrátili v neděli zpět a vrátili se domů, a pak tento proces opakujte celý týden (až do pátku), skončili byste stejnou neděli pět kopiemi! Nyní si představte, že elektron dělá tyto biliony časů a „neděle“je moderní doba ve vesmíru.
O tomto pojetí „pozitronu“(antičástice elektronu) mluvil Richard Feynman. Trochu později to teoretický fyzik Yoichiro Nambu aplikoval na celou generaci a zničení dvojice částic a antičástic ve svém článku zveřejněném v roce 1950, který uvádí, že „možným vytvořením a zničení párů, které se může vyskytnout v daném okamžiku, není stvoření a ne zničení, ale pouze změna směru pohybu částic z minulosti do budoucnosti nebo z budoucnosti do minulosti. ““
To může být také důvod, proč je nemožné současně zjistit hybnost elektronu a jeho polohu (podle Heisenbergova principu nejistoty). Abychom pochopili, proč Wheeler takto uvažoval o elektronech, musíme zvážit jejich vlastnosti.
Jednoelektronový vesmír
Kvanta není jako „objekty“známé všem. Kvantový svět je obecně podivný, sám Richard Feynman o tom řekl: „Myslím, že mohu bezpečně říci, že nikdo nechápe kvantovou mechaniku“.
Elektrony mají dualitu vlnových částic. To znamená, že se mohou v závislosti na interakci chovat jako částice i jako vlny. Pro přesnější pojetí kvanty by se stav vlny měl považovat za oblast pravděpodobnosti, kterou píšeme ve formě interferenčního vzoru, a stav částice je velmi pravděpodobná, že se zhroutila do jednoho bodu interakce.
Interferenční obrazec v experimentu se dvěma štěrbinami.
Podle General Relativity (GTR) je prostor a čas jeden, ale pokud jde o GTR s kvantovou mechanikou, teoretici a kosmologové mají problémy. Vědí však, že původem vesmíru v moderním kosmologickém modelu je jedinečnost - nadčasový stav prostoru, a stále ještě není úplné pochopení této skutečnosti.
Nelze s jistotou říci, že před Velkým třeskem existovala jedinečnost - to by vytvořilo rozpor tím, že by nadčasové umístili do „času“. Navíc, nadčasový nemá dočasný vztah, nemůže existovat před nebo po něčem. Obecná teorie relativity říká, že čas a prostor jsou jedna struktura, což znamená, že prostor nemůže mít svůj vlastní oddělený čas a čas nemůže mít svůj vlastní oddělený prostor.
Kvantové mají určité podobnosti s „jedinečností“Velkého třesku: obě představují nadčasovou energii bez mezer. Protože jsou nadčasové i extradimenzionální, jsou neoddělitelné, protože samotný pojem oddělení existuje v časoprostorovém kontinuu.
Kvantová relativita
Jsou-li quanta a singularita neoddělitelné, jsou jedno a totéž. To nás přivádí k dalšímu důležitému bodu. Singularity nezmizela před explozí před miliardami let. Quanta je jedinečnost interagující se sebou samým. Pak se doslova ukáže, že všechno je jedno. Toto je kvantová relativita.
Můžete se zeptat, co gravitace? Obecná relativita říká, že gravitace je geometrická vlastnost prostoru a času a experimentální důkazy naznačují, že prostor a čas jsou vedlejší produkty kvantového zapletení. Vědci nedávno zjistili, že některé geometrické modely mohou být použity k výraznému zjednodušení výpočtů kvantových interakcí a kvantového zapletení. Nemusíte zacházet daleko, abyste předpokládali, že geometrie, která vytváří gravitaci, je ve skutečnosti vlastnost kvantových oblastí pravděpodobnosti.
Kvantové zapletení podle názoru umělce.
Kvantové zapletení obchází rychlostní limity, při nichž lze přenášet informace. Interakce mezi zapletenými částicemi nastávají okamžitě, bez ohledu na to, jak daleko jsou od sebe. Tato skutečnost umožňuje topologicky předpokládat, že mezi nimi není prostor. Je čas skutečný nebo je to jen iluze vnímání vytvořená pozorovatelem? Je prostor stejně iluzorní jako čas?
Jedinou možností, v níž by elektron mohl být současně „tady“a „tam“, je, že oddělení minulosti, přítomnosti a budoucnosti je iluzorní. Pokud existuje nějaká primární textilie, na které se všechno děje současně, pak může jeden elektron připomínat vlákna v pletených věcech, pomocí kterých je tkanina tkaná. Tato hypotéza však má samozřejmě své vážné problémy a otázky.
Kritika a diskuse
Chybějící antihmota. V Wheelerově vesmíru bychom měli mít stejný počet pozitronů a elektronů, ale ve skutečnosti tomu tak není. Existuje neskutečně více elektronů než pozitronů. Podle Feynmana, on diskutoval o tomto problému s Wheelerem a latter navrhl, že chybějící pozitrony mohly být skryty v protonech (pomocí pozitronového zachycení).
Kromě toho existuje něco jako jiné vlastnosti elektronů. Tyto částice podléhají rozkladu. V případě jednoho elektronu by počet reinkarnovaných vesmírů stále rostl a stal by se méně stabilní.
Výsledek
Teorie jednoelektronového vesmíru zní zajímavě a zajímavě, ale není možné to dokázat. K výše popsaným problémům teorie lze přidat otázku, proč je počet elektronů ve vesmíru konečný, a ne naopak? Tyto jednoduché, ale grafické příklady zpochybňují celou hypotézu.
Pokud je však teorie správná, co by pro nás mohlo znamenat? Možná jakákoli jiná částice - od protonů k neutronům a dokonce i exotických částic, jako jsou neutrina - je také jen jedna částice, která cestuje sem a tam v čase. To by zase znamenalo, že nejsme složeni pouze ze stejných částic, ale ve skutečnosti každý z nás sestává z jednoho protonu, jednoho neutronu a jednoho elektronu.
Sám Feynman, jak přiznal, nikdy nebral Wheelerovu myšlenku vážně, ale byla to ona, kdo mu dal myšlenku, že elektron a pozitron jsou spojeny. Na základě skutečnosti, že se tyto částice liší pouze nábojem, vědec dokázal, že pokud spustíte elektron zpět podél časové osy, bude zcela totožný s pozitronem. To samozřejmě není pravda, ale pouze fyzická interpretace tohoto jevu. 25 let poté, co spekuloval o jednomelektronovém vesmíru, získal v roce 1965 Nobelovu cenu za fyziku Feynman.
Snad nejdůležitější lekcí teorie jednoelektronového vesmíru je, že bez ohledu na to, jak se může zdát bizarní a nemožný, nikdy nevíte, k čemu by to mohlo vést, dokud jej nezkoumáte.
Vladimir Guillen