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
12/2018
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Grudzień
11
W 1843 r. urodził się Robert Koch, niemiecki lekarz, bakteriolog, laureat Nagrody Nobla, odkrywca bakterii gruźlicy (zm. 1910).
Warto przeczytać
Czy można badać kosmos zwykłym kijem? Jaki kolor ma wszechświat? Czy stojąc na szczycie Mount Everestu, jesteśmy najdalej od środka Ziemi?

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.