Bagaimana sains memisahkan hipotesis "cukup saintifik" dari "tidak saintifik"
Idea alam semesta lain sangat berakar pada fiksyen sains. Tetapi walaupun di luar fiksyen, seseorang dapat mencari alasan mengenai dunia yang pelbagai dan selari, jadi Attic memutuskan untuk mengetahui seberapa dekat idea-idea ini dengan fizik sebenar.
The multiverse, yang mana Sean Carroll, seorang ahli kosmologi dan pengarang baru-baru ini diterbitkan dalam buku popular Rusia Eternity. Dalam Pencarian Teori Masa Terunggul”, adalah hipotesis mengenai struktur Alam Semesta kita di luar batas wilayah yang dapat dicapai oleh pemerhatian kita.
Apakah maksudnya? Kelajuan cahaya terhad, dan Alam Semesta berkembang ke semua arah - sementara kita hanya dapat melihat bahagian ruang tertentu. Dan jauh dari kenyataan bahawa dunia di luar sempadannya disusun sama seperti di sekitar Bumi. Secara hipotesis, di luar sfera yang dapat diakses untuk diperhatikan, mungkin ada, misalnya, nisbah bahan biasa dan gelap yang sama sekali berbeza. Atau sama sekali - beberapa prinsip fizikal lain berfungsi, sehingga peningkatan jumlah dimensi.
Ilustrasi: Anatoly Lapushko / Chrdk.
Akal, tentu saja, memberitahu kita bahawa sifat-sifat alam semesta harus sama di mana sahaja. Walau bagaimanapun, "akal sehat" bukanlah perkara yang sangat baik untuk kosmologi, ilmu ruang-waktu pada skala yang sangat besar. Anggapan bahawa zat yang kita ketahui di Alam Semesta adalah sepuluh kali lebih kecil daripada beberapa benda gelap yang misterius juga sama sekali bertentangan dengan akal sehat, tetapi di dunia seperti ini, yang kebanyakannya terdiri dari bahan gelap, kita hidup sekarang. Masalah dengan idea bahawa alam semesta berubah secara mendadak di mana kita tidak lagi dapat melihatnya tidaklah luar biasa, tetapi idea seperti itu tidak dapat diuji.
Alam semesta dengan undang-undang fizikal yang berbeza secara hipotetis disebut kosmologi multiverse. Alam Semesta seperti ini adalah satu dari segi geometri - dalam arti bahawa garis berterusan dapat dilukis antara dua titiknya tanpa pembinaan portal dan benda eksotik yang lain. Dan multiverse kosmologi ini tidak boleh dikelirukan, misalnya, dengan pelbagai alam semesta dalam tafsiran mekanik kuantum banyak-dunia.
Video promosi:
Mekanik Kuantum Banyak-Dunia
Di ujung lain "skala grid alam semesta" terdapat mikrokosmos, peristiwa di mana dijelaskan oleh mekanik kuantum. Kita sudah mengetahui bahawa zarah unsur: elektron, quark, gluon dan sepupu mereka yang lain berkelakuan sesuai dengan peraturan yang tidak dipatuhi di dunia yang biasa kita lakukan. Jadi, setiap zarah dalam mekanik kuantum dapat dilihat sebagai gelombang - dan atom yang kelihatan "padat", yang dalam kursus kimia sekolah digambarkan sebagai bola, ketika bertabrakan dengan rintangan, akan tersebar seperti gelombang. Setiap objek kuantum dijelaskan secara matematis bukan sebagai bola atau titik yang terbatas dalam ruang, tetapi sebagai fungsi gelombang - ada secara serentak di semua titik lintasannya melalui ruang. Kami hanya dapat mengira kebarangkalian ia dijumpai di satu tempat atau tempat lain. Kuantiti seperti momentum zarah,tenaganya dan ciri-ciri yang lebih eksotik seperti putaran juga dikira dari fungsi gelombang: kita boleh mengatakan bahawa objek matematik yang merangkumi semua ruang adalah asas asas mekanik kuantum dan semua fizik abad ke-20.
Pengiraan yang dibuat berdasarkan fungsi gelombang dan operator (operator memungkinkan untuk memperoleh kuantiti tertentu dari fungsi gelombang) sangat sesuai dengan kenyataan. Elektrodinamik kuantum, misalnya, hari ini adalah model fizikal yang paling tepat dalam sejarah umat manusia, dan di antara teknologi kuantum terdapat laser, semua mikroelektronik moden, Internet cepat yang biasa kita gunakan dan bahkan sejumlah ubat: pencarian bahan yang menjanjikan untuk perubatan juga dilakukan dengan memodelkan interaksi molekul. dengan kawan. Dari sudut pandang yang diaplikasikan, model kuantum sangat bagus, tetapi pada tahap konseptual, masalah timbul.
Fungsi gelombang sepadan dengan elektron dalam atom hidrogen pada tahap tenaga yang berbeza. Kawasan cahaya sesuai dengan maksimum fungsi gelombang dan di tempat-tempat ini zarah kemungkinan besar dapat dikesan; kebarangkalian mencari elektron yang sama di bilik sebelah, walaupun kecil, tidak sifar.
Inti dari masalah ini ialah objek kuantum dapat dimusnahkan: misalnya, apabila foton (kuantum cahaya) menyentuh matriks kamera atau hanya bertabrakan dengan permukaan legap. Hingga saat ini, foton digambarkan dengan sempurna oleh fungsi gelombang, dan setelah beberapa saat, gelombang yang dilanjutkan di angkasa hilang: ternyata perubahan tertentu telah mempengaruhi seluruh Alam Semesta dan berlaku lebih pantas daripada kelajuan cahaya (bagaimana hal itu boleh terjadi?). Ini bermasalah walaupun dalam satu foton tunggal, tetapi bagaimana dengan fungsi gelombang dua foton yang dipancarkan dari satu sumber dalam dua arah yang berlawanan? Sekiranya, misalnya, dua foton tersebut dilahirkan di dekat permukaan bintang yang jauh dan salah satunya ditangkap di Bumi oleh teleskop, bagaimana dengan yang kedua, yang jaraknya bertahun-tahun cahaya? Secara rasmi, ia membentuk satu sistem dengan yang pertama,tetapi sukar untuk membayangkan senario di mana perubahan dalam satu bahagian sistem segera dikomunikasikan ke semua bahagian lain. Contoh lain sistem kuantum, yang mana hilangnya fungsi gelombang membawa kepada masalah konseptual, adalah kucing Schröderer yang terkenal, yang berada di dalam kotak tertutup dengan alat yang, berdasarkan proses kuantum probabilistik, sama ada memecahkan ampul dengan racun atau membiarkannya utuh. Sebelum membuka kotak, kucing Schröderer hidup dan mati secara serentak: keadaannya mencerminkan fungsi gelombang sistem kuantum di dalam mekanisme dengan racun.yang berada di dalam kotak tertutup dengan alat yang, berdasarkan proses kuantum probabilistik, sama ada memecahkan ampul dengan racun, atau membiarkannya utuh. Sebelum membuka kotak, kucing Schröderer hidup dan mati secara serentak: keadaannya mencerminkan fungsi gelombang sistem kuantum di dalam mekanisme dengan racun.yang berada di dalam kotak tertutup dengan alat yang, berdasarkan proses kuantum probabilistik, sama ada memecahkan ampul dengan racun, atau membiarkannya utuh. Sebelum membuka kotak, kucing Schröderer hidup dan mati secara serentak: keadaannya mencerminkan fungsi gelombang sistem kuantum di dalam mekanisme dengan racun.
Tafsiran mekanik kuantum yang paling umum, Copenhagen, menunjukkan hanya menerima paradoks dunia - dan mengakui bahawa ya, walaupun semuanya, gelombang / zarah hilang serta-merta. Alternatifnya ialah tafsiran banyak-dunia. Menurutnya, Alam Semesta kita adalah kumpulan dunia yang tidak berinteraksi, yang masing-masing mewakili satu keadaan kuantum: apabila anda membuka kotak dengan kucing, dua dunia muncul - di salah satunya kucing itu hidup, dan di dunia lain ia mati. Apabila foton melewati cermin separa telus, dunia juga terbahagi kepada dua: dalam satu, kuantum cahaya dipantulkan dari permukaan, dan yang lain tidak. Oleh itu, setiap proses kuantum membawa kepada kemunculan dunia bercabang yang semakin banyak.
Secara teori, beberapa cabang ini boleh sangat berbeza dengan cabang kita. Satu atom yang terbang ke arah yang salah segera setelah Ledakan Besar dapat menyebabkan pengedaran gas panas yang berbeza, kelahiran bintang di tempat yang sama sekali berbeza dan, sebagai akibatnya, pada kenyataannya Bumi, pada dasarnya, tidak muncul. Tetapi gambaran ini tidak boleh disebut masalah tafsiran banyak dunia. Masalah sebenarnya terletak pada kemustahilan untuk mengesahkan kebenaran pemahaman ini mengenai mekanik kuantum dalam praktik: komponen individu dari pelbagai Alam Semesta tidak saling berinteraksi satu sama lain secara definisi.
Idea tentang perjalanan masa dan alam semesta yang lain telah lama hilang sejak zaman fiksyen klasik. Sebagai tambahan kepada istilah "hitman", terkenal di kalangan peminat genre (seorang pahlawan dari zaman kita, misalnya, pada zaman Ivan the Terrible), seseorang dapat mengingatkan filem parodi Kung Fury, dari mana tangkapan skrin ini diambil.
Di suatu tempat, mungkin, ada Bumi yang dihuni oleh dinosaur yang cerdas, di suatu tempat Kerajaan Mongol Besar mendarat di bulan Musytari pada tahun 1564, tetapi tidak ada portal antara dunia ini - mereka menyimpang sebagai hasil proses kuantum pada masa lalu. Teori yang menunjukkan kemungkinan masuk ke dalam salah satu dunia ini, dari sudut pandang falsafah sains, tidak kurang, tetapi lebih ilmiah, kerana seseorang dapat mencubanya.
