Hoe vaak denkt u na over hoe onze wereld vandaag zou zijn ingericht als het resultaat van enkele belangrijke historische gebeurtenissen anders was? Hoe zou onze planeet eruitzien als bijvoorbeeld dinosauriërs niet waren uitgestorven? Elke handeling en elke beslissing van ons wordt automatisch een deel van het verleden. In feite is er geen echt: alles wat we op een bepaald moment doen, kan niet worden veranderd, het wordt vastgelegd in het geheugen van het universum. Er is echter een theorie volgens welke er veel universums zijn waar we een compleet ander leven leiden: elk van onze acties wordt geassocieerd met een bepaalde keuze, en als we deze keuze maken in ons universum, in een parallel, neemt het 'andere zelf' de tegenovergestelde beslissing. Hoe wetenschappelijk gerechtvaardigd is zo'n theorie? Waarom namen wetenschappers hun toevlucht? Laten we proberen het uit te zoeken in ons artikel.
Het multi-world concept van het universum
Voor het eerst werd de theorie van een waarschijnlijke reeks werelden genoemd door de Amerikaanse natuurkundige Hugh Everett. Hij bood zijn antwoord op een van de belangrijkste kwantummysteries van de fysica. Voordat we direct verder gaan met de theorie van Hugh Everett, is het noodzakelijk om erachter te komen wat dit geheim van kwantumdeeltjes is, dat natuurkundigen over de hele wereld al meer dan een dozijn jaar achtervolgt.
Laten we ons een gewoon elektron voorstellen. Het blijkt dat het als een kwantumobject op twee plaatsen tegelijk kan zijn. Deze eigenschap wordt de superpositie van twee staten genoemd. Maar de magie houdt daar niet op. Zodra we op de een of andere manier de locatie van het elektron willen concretiseren, probeer het bijvoorbeeld met een ander elektron omver te werpen, dan wordt het vanuit kwantum gewoon. Hoe kan dat: het elektron bevond zich zowel op punt A als punt B en sprong op een gegeven moment ineens naar B?
Hugh Everett gaf zijn eigen interpretatie van dit kwantum-raadsel. Volgens zijn veel-werelden-theorie blijft het elektron in twee staten tegelijk bestaan. Het draait allemaal om de waarnemer zelf: hij verandert nu in een kwantumobject en is verdeeld in twee toestanden. In een ervan ziet hij een elektron op punt A, in het andere - op B. Er zijn twee parallelle werkelijkheden, en in welke van die de waarnemer zal zijn, is onbekend. De opdeling in de werkelijkheid is niet beperkt tot het nummer twee: hun vertakking hangt alleen af van de variatie van gebeurtenissen. Al deze realiteiten bestaan echter onafhankelijk van elkaar. Wij, als waarnemers, bevinden ons in een waar het onmogelijk is om weg te gaan, evenals om naar een parallelle te gaan.
Vanuit het oogpunt van dit concept is het experiment met de meest wetenschappelijke kat in de geschiedenis van de natuurkunde, de kat van Schrödinger, gemakkelijk te verklaren. Volgens de vele werelden interpretatie van de kwantummechanica is de onfortuinlijke kat in de stalen kamer zowel levend als dood. Wanneer we deze kamer openen, lijken we samen te smelten met de kat en twee staten te vormen - levend en dood, die elkaar niet kruisen. Er worden twee verschillende universums gevormd: in de ene een waarnemer met een dode kat, in de andere - met een levende.
Promotie video:
Er moet meteen worden opgemerkt dat het concept van de vele werelden niet de aanwezigheid van veel universums impliceert: het is één, eenvoudigweg meerlagig, en elk object erin kan zich in verschillende staten bevinden. Dit concept kan niet worden beschouwd als een experimenteel gevalideerde theorie. Tot dusverre is dit slechts een wiskundige beschrijving van een kwantumpuzzel.
De theorie van Hugh Everett wordt ondersteund door natuurkundige Howard Wiseman, professor aan de Australian University of Griffith, Dr. Michael Hall van het Center for Quantum Dynamics aan de Griffith University en Dr. Dirk-André Deckert van de University of California. Volgens hen bestaan parallelle werelden echt en hebben ze verschillende kenmerken. Alle kwantumraadsels en regelmatigheden zijn een gevolg van de "afstoting" van naburige werelden van elkaar. Deze kwantumverschijnselen ontstaan zodat elke wereld niet op een andere is.
Het concept van parallelle universums en snaartheorie
Van schoollessen herinneren we ons nog goed dat er twee hoofdtheorieën zijn in de natuurkunde: algemene relativiteitstheorie en kwantumveldentheorie. De eerste verklaart de fysische processen in de macrokosmos, de tweede - in de microkosmos. Als beide theorieën op dezelfde schaal worden gebruikt, zullen ze elkaar tegenspreken. Het lijkt logisch dat er een algemene theorie moet zijn die van toepassing is op alle afstanden en schalen. Als zodanig hebben natuurkundigen de snaartheorie naar voren gebracht.
Feit is dat op zeer kleine schaal bepaalde trillingen optreden, die vergelijkbaar zijn met trillingen van een gewone snaar. Deze snaren zijn geladen met energie. "Strings" zijn geen tekenreeksen in letterlijke zin. Dit is een abstractie die de interactie van deeltjes, fysische constanten, hun kenmerken verklaart. In de jaren zeventig, toen de theorie werd geboren, dachten wetenschappers dat het universeel zou worden om onze hele wereld te beschrijven. Het bleek echter dat deze theorie alleen werkt in een 10-dimensionale ruimte (en we leven in een 4-dimensionale ruimte). De andere zes dimensies van de ruimte storten eenvoudig in. Maar het bleek dat ze niet op een gemakkelijke manier vouwen.
Net als bij het veelwereldenconcept is snaartheorie moeilijk experimenteel te bewijzen. Bovendien is het wiskundige apparaat van de theorie zo moeilijk dat voor elk nieuw idee letterlijk vanaf nul een wiskundige verklaring moet worden gezocht.
De hypothese van het wiskundige universum
Kosmoloog, professor aan het Massachusetts Institute of Technology Max Tegmark in 1998 bracht zijn "theorie van alles" naar voren en noemde het de hypothese van het wiskundige universum. Hij loste op zijn eigen manier het probleem van het bestaan van een groot aantal natuurkundige wetten op. Volgens hem komt elk stel van deze wetten, die consistent zijn vanuit het oogpunt van wiskunde, overeen met een onafhankelijk universum. De universaliteit van de theorie is dat ze kan worden gebruikt om alle verschillende fysische wetten en de waarden van fysische constanten te verklaren.
Tegmark stelde voor om alle werelden volgens zijn concept in vier groepen te verdelen. De eerste omvat de werelden die buiten onze kosmische horizon liggen, de zogenaamde extrametagalactische objecten. De tweede groep omvat werelden met andere fysische constanten, die verschillen van de constanten van ons heelal. In de derde, de werelden die verschijnen als resultaat van de interpretatie van de wetten van de kwantummechanica. De vierde groep is een bepaalde set van alle universums waarin bepaalde wiskundige structuren tot uiting komen.
Zoals de onderzoeker opmerkt, is ons universum niet het enige, aangezien de ruimte onbeperkt is. Onze wereld, waar we leven, wordt beperkt door de ruimte, van waaruit het licht ons 13,8 miljard jaar na de oerknal bereikte. We zullen in staat zijn om betrouwbaar over andere universums te leren over nog minstens een miljard jaar, totdat het licht van hen ons bereikt.
Stephen Hawking: zwarte gaten - de weg naar een ander universum
Stephen Hawking is ook een voorstander van de theorie van meerdere universums. Een van de beroemdste wetenschappers van onze tijd presenteerde in 1988 voor het eerst zijn essay "Black Holes and Young Universes". De onderzoeker suggereert dat zwarte gaten de weg zijn naar alternatieve werelden.
Dankzij Stephen Hawking weten we dat zwarte gaten de neiging hebben energie te verliezen en te verdampen, waardoor Hawking-straling vrijkomt, die de naam van de onderzoeker zelf kreeg. Voordat de grote wetenschapper deze ontdekking deed, geloofde de wetenschappelijke gemeenschap dat alles dat op de een of andere manier in een zwart gat terechtkomt, verdwijnt. Hawking's theorie weerlegt deze veronderstelling. Volgens de natuurkundige vliegt hypothetisch elk ding, object, object dat in een zwart gat valt eruit en valt in een ander universum. Zo'n reis is echter een enkele reis: er is geen manier om terug te gaan.
Hieruit volgt dat het onwaarschijnlijk is dat het passeren van een zwart gat een populaire en betrouwbare manier van ruimtereizen is. Ten eerste moet je er komen door in denkbeeldige tijd te navigeren en je er geen zorgen over te maken dat je realtime verhaal helaas eindigt. Ten tweede kon je echt geen bestemming kiezen. Het is alsof je met een soort luchtvaartmaatschappij vliegt die in je hoofd zit, schrijft de onderzoeker.
Parallelle universums en het scheermes van Occam
Zoals we kunnen zien, is het nog steeds onmogelijk om de theorie van meerdere universums met volledig vertrouwen te bewijzen. Tegenstanders van de theorie geloven dat we niet het recht hebben om te praten over een oneindige reeks universums, al was het maar omdat we de postulaten van de kwantummechanica niet kunnen verklaren. Deze benadering druist in tegen het filosofische principe van William Ockham: "Je moet dingen niet onnodig vermenigvuldigen." Voorstanders van de theorie verklaren: het is veel gemakkelijker om het bestaan van vele universums aan te nemen dan het bestaan van één ideaal.
Wiens redenering (voor- of tegenstanders van de theorie van het multiversum) overtuigender is - jij beslist. Wie weet, misschien ben jij degene die in staat zal zijn om het kwantumraadsel van de fysica op te lossen en een nieuwe universele "theorie van alles" voor te stellen.
