Ce înseamnă teoria multor lumi în fizică

Interpretarea multor lumi (MWI) este o teorie în interior fizică cuantică menit să explice faptul că universul conține unele evenimente nedeterministe, dar teoria în sine intenționează să fie pe deplin deterministă. În această interpretare, de fiecare dată când are loc un eveniment „aleatoriu”, universul se împarte între diversele opțiuni disponibile. Fiecare versiune separată a universului conține un rezultat diferit al acelui eveniment. În loc de o cronologie continuă, universul sub interpretarea multor lumi arată mai degrabă ca o serie de ramuri despărțite dintr-o membrană de copac.

De exemplu, teoria cuantică indică probabilitatea ca un atom individual al unui element radioactiv descompunere, dar nu există nici o modalitate de a spune cu exactitate când (în aceste intervale de probabilități) va avea loc această degradare loc. Dacă ai avea o grămadă de atomi de elemente radioactive care au o șansă de 50% de a se descompune într-o oră, atunci într-o oră, 50% din acei atomi ar fi descompuse. Dar teoria nu spune nimic cu exactitate despre momentul în care un atom dat va cădea.

Conform teoriei cuantice tradiționale (interpretarea de la Copenhaga), până la măsurarea pentru un atom dat, nu există nicio modalitate de a spune dacă acesta va fi decăzut sau nu. De fapt, potrivit fizicii cuantice, trebuie să tratați atomii dacă se află într-o superpoziție de stări - atât în ​​descompunere, cât și nu în descompunere. Aceasta culminează cu celebrul Pisica Schroedinger experiment de gândire, care arată contradicțiile logice în încercarea de a aplica literal funcția de undă Schroedinger.

Interpretarea numeroaselor lumi ia acest rezultat și îl aplică literalmente, sub forma postulatului Everett:

Everett Postulate
Toate sistemele izolate evoluează conform ecuației Schroedinger

Dacă teoria cuantică indică faptul că atomul este atât în ​​descompunere, cât și nu în decădere, atunci multe lumi interpretarea concluzionează că trebuie să existe două universuri: unul în care particula s-a descompus și unul în pe care nu a făcut-o. Prin urmare, universul se ramifică de fiecare dată când are loc un eveniment cuantic, creând un număr infinit de universuri cuantice.

De fapt, postulatul Everett implică faptul că întregul univers (fiind un singur sistem izolat) există continuu într-o superpoziție a mai multor stări. Nu există niciun punct în care funcția de undă se prăbușește vreodată în univers, deoarece asta ar presupune că o parte a universului nu urmează funcția de undă Schroedinger.

interpretarea multor lumi a fost creat de Hugh Everett III în 1956 în teza sa de doctorat, Teoria funcției valurilor universale. Ulterior a fost popularizat prin eforturile fizicianului Bryce DeWitt. În ultimii ani, unele dintre cele mai populare lucrări au fost ale lui David Deutsch, care a aplicat conceptele din interpretarea multor lumi ca parte a teoreticului său în sprijinul calculatoare cuantice.

Deși nu toți fizicienii sunt de acord cu interpretarea multor lumi, au existat sondaje informale, neștiințiale, care au susținut ideea că este una dintre interpretările dominante credute de fizicieni, situându-se probabil chiar în spatele interpretării și decenței de la Copenhaga. (Vedea introducerea acestei lucrări Max Tegmark pentru un exemplu. Michael Nielsen a scris un blog pe 2004 (pe un site web care nu mai există) care indică - cu pază - că interpretarea multor lumi nu este acceptată numai de mulți fizicieni, ci și că a fost cea mai mare tare disliked interpretarea fizicii cuantice. Opozanții nu sunt doar de acord cu aceasta, ci se opun activ în principiu.) Este o abordare foarte controversată și majoritatea fizicienilor care lucrează în fizica cuantică par să creadă că petrecerea timpului punând la îndoială interpretările (în esență, nedestabile) ale fizicii cuantice este o pierdere de timp.

Interpretarea numeroaselor lumi are alte câteva nume, deși lucrarea din anii '60 și '70 de Bryce DeWitt a făcut ca numele „multe lumi” să devină mai popular. Unele alte denumiri ale teoriei sunt formularea relativă a stării sau teoria funcției de undă universale.

Non-fizicienii vor folosi uneori termenii mai generali ai universurilor multiverse, megaverse sau paralele atunci când vorbesc despre interpretarea multor lumi. Aceste teorii includ de obicei clase de concepte fizice care acoperă mai mult decât doar tipurile de „universuri paralele” prezise de interpretarea multor lumi.

În ficțiunea științifică, astfel de universuri paralele au constituit temelia pentru o serie de mari povești, dar faptul că niciuna dintre acestea nu are o bază puternică în fapt științific pentru unul foarte bun motiv:

Interpretarea numeroaselor lumi nu permite, în niciun fel, comunicarea între universurile paralele pe care le propune.

Universele, odată împărțite, sunt complet distincte între ele. Din nou, autorii de ficțiune științifică au fost foarte creativi în abordarea unor modalități în acest sens, dar eu nu știu nicio lucrare științifică solidă care să arate modul în care universurile paralele ar putea comunica cu fiecare alte.

Editat de Anne Marie Helmenstine