wszechświat
Autor: Yasunori Nomura | dodano: 2017-06-20
Kwantowy wieloświat


























Wielu kosmologów uważa obecnie , że to, co nazywamy Wszechświatem, może być tylko drobną częścią znacznie większej struktury – wieloświata. Zgodnie z tą koncepcją istnieje wiele wszechświatów, a zasady, które uznaliśmy kiedyś za podstawowe prawa fizyki, są w każdym z nich różne. Dla przykładu, rodzaje i własności cząstek elementarnych w każdym wszechświecie mogą być odmienne.

Koncepcja wieloświata wynika z hipotezy, że bardzo młody Wszechświat rozszerzał się eksponencjalnie. W tym okresie, zwanym „inflacją”, w niektórych obszarach przestrzeni gwałtowna ekspansja ustała wcześniej niż gdzie indziej; w ten sposób powstały „wszechświaty bąbelkowe” – zupełne jak bąbelki we wrzącej wodzie. Nasz Wszechświat byłby jednym z tych bąbelków, a oprócz niego byłoby nieskończenie wiele innych.

Koncepcja, że cały nasz Wszechświat jest tylko częścią znacznie większej struktury, nie jest sama w sobie aż tak dziwaczna, jakby się mogło wydawać. Dotychczas naukowcy wielokrotnie stwierdzali, że świat, który widzimy swoimi oczami, różni się znacznie od prawdziwego. Jednakże idea wieloświata, z nieograniczoną liczbą wszechświatów bąbelkowych, stanowi poważny problem teoretyczny: wydaje się, że hipoteza inflacji nie ma zdolności predykcyjnych – a taki jest podstawowy wymóg każdej użytecznej teorii. Według jednego z twórców teorii inflacji, Alana Gutha z Massachusetts Institute of Technology, „we wszechświecie, w którym zachodzi wieczna inflacja, wszystko, co może się zdarzyć, rzeczywiście się zdarzy – a faktycznie zdarzy się nieskończoną liczbę razy”

Dla wszechświata pojedynczego, w którym zjawiska zachodzą skończoną liczbę razy, naukowcy mogą obliczyć względne prawdopodobieństwo pewnego zdarzenia względem jakiegoś innego, porównując, ile razy wystąpi jedno i drugie. Jednakże dla wieloświata, w którym wszystko zdarza się nieskończoną liczbę razy, takie obliczenia nie są możliwe i nie można stwierdzić, że coś jest bardziej prawdopodobne od czegoś innego. Można przewidzieć dowolny fakt i w którymś z wszechświatów na pewno się on wydarzy, ale nie mówi to nic o tym, co się będzie dziać w naszym własnym Wszechświecie.

Fizycy od dawna martwią się brakiem mocy przewidywania. Niektórzy badacze, łącznie ze mną, stwierdzili ostatnio, że, paradoksalnie, teoria kwantowa – która, w odróżnieniu od koncepcji wieloświata, zajmuje się najmniejszymi istniejącymi cząstkami – może wskazać drogę do rozwiązania problemu. Konkretnie, kosmologiczny obraz wiecznej inflacji wieloświata może być równoważny matematycznie jednej z interpretacji mechaniki kwantowej – tak zwanej „interpretacji wielu światów” – która usiłuje wyjaśnić fakt, że cząstka wydaje się pojawiać w wielu miejscach równocześnie. Jak zobaczymy, taki związek obu hipotez nie tylko rozwiązuje problem przewidywalności, ale może też ujawnić zdumiewające zasady rządzące czasem i przestrzenią.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 07/2017 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
18
W 1897 r. urodził się Patrick Maynard Stuart Blackett, brytyjski fizyk, laureat Nagrody Nobla.
Warto przeczytać
Chwila bez biologii… nie istnieje. W nas i wokół nas kipi życie. Dlaczego by wobec tego nie poznać go bliżej, najlepiej we własnym laboratorium? By nie sięgać daleko, można zacząć od siebie.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Yasunori Nomura | dodano: 2017-06-20
Kwantowy wieloświat


























Wielu kosmologów uważa obecnie , że to, co nazywamy Wszechświatem, może być tylko drobną częścią znacznie większej struktury – wieloświata. Zgodnie z tą koncepcją istnieje wiele wszechświatów, a zasady, które uznaliśmy kiedyś za podstawowe prawa fizyki, są w każdym z nich różne. Dla przykładu, rodzaje i własności cząstek elementarnych w każdym wszechświecie mogą być odmienne.

Koncepcja wieloświata wynika z hipotezy, że bardzo młody Wszechświat rozszerzał się eksponencjalnie. W tym okresie, zwanym „inflacją”, w niektórych obszarach przestrzeni gwałtowna ekspansja ustała wcześniej niż gdzie indziej; w ten sposób powstały „wszechświaty bąbelkowe” – zupełne jak bąbelki we wrzącej wodzie. Nasz Wszechświat byłby jednym z tych bąbelków, a oprócz niego byłoby nieskończenie wiele innych.

Koncepcja, że cały nasz Wszechświat jest tylko częścią znacznie większej struktury, nie jest sama w sobie aż tak dziwaczna, jakby się mogło wydawać. Dotychczas naukowcy wielokrotnie stwierdzali, że świat, który widzimy swoimi oczami, różni się znacznie od prawdziwego. Jednakże idea wieloświata, z nieograniczoną liczbą wszechświatów bąbelkowych, stanowi poważny problem teoretyczny: wydaje się, że hipoteza inflacji nie ma zdolności predykcyjnych – a taki jest podstawowy wymóg każdej użytecznej teorii. Według jednego z twórców teorii inflacji, Alana Gutha z Massachusetts Institute of Technology, „we wszechświecie, w którym zachodzi wieczna inflacja, wszystko, co może się zdarzyć, rzeczywiście się zdarzy – a faktycznie zdarzy się nieskończoną liczbę razy”

Dla wszechświata pojedynczego, w którym zjawiska zachodzą skończoną liczbę razy, naukowcy mogą obliczyć względne prawdopodobieństwo pewnego zdarzenia względem jakiegoś innego, porównując, ile razy wystąpi jedno i drugie. Jednakże dla wieloświata, w którym wszystko zdarza się nieskończoną liczbę razy, takie obliczenia nie są możliwe i nie można stwierdzić, że coś jest bardziej prawdopodobne od czegoś innego. Można przewidzieć dowolny fakt i w którymś z wszechświatów na pewno się on wydarzy, ale nie mówi to nic o tym, co się będzie dziać w naszym własnym Wszechświecie.

Fizycy od dawna martwią się brakiem mocy przewidywania. Niektórzy badacze, łącznie ze mną, stwierdzili ostatnio, że, paradoksalnie, teoria kwantowa – która, w odróżnieniu od koncepcji wieloświata, zajmuje się najmniejszymi istniejącymi cząstkami – może wskazać drogę do rozwiązania problemu. Konkretnie, kosmologiczny obraz wiecznej inflacji wieloświata może być równoważny matematycznie jednej z interpretacji mechaniki kwantowej – tak zwanej „interpretacji wielu światów” – która usiłuje wyjaśnić fakt, że cząstka wydaje się pojawiać w wielu miejscach równocześnie. Jak zobaczymy, taki związek obu hipotez nie tylko rozwiązuje problem przewidywalności, ale może też ujawnić zdumiewające zasady rządzące czasem i przestrzenią.