Findes der parallelle universer virkelig?

I 1954, en ung doktorand ved Princeton University ved navn Hugh Everett III kom med en radikal idé:At der eksisterer parallelle universer, præcis som vores univers. Disse universer er alle relateret til vores; Ja, de forgrener sig fra vores, og vores univers forgrenes af andre. Inden for disse parallelle universer, vores krige har haft andre resultater end dem, vi kender. Arter, der er uddød i vores univers, har udviklet sig og tilpasset sig i andre. I andre universer, vi mennesker er muligvis uddøde.

Denne tanke forvirrer sindet og alligevel, det er stadig forståeligt. Forestillinger om parallelle universer eller dimensioner, der ligner vores egne, er optrådt i science fiction -værker og er blevet brugt som forklaringer på metafysik. Men hvorfor ville en ung kommende fysiker muligvis risikere sin fremtidige karriere ved at stille en teori om parallelle universer?

Med hans Teorier om mange verdener , Everett forsøgte at besvare et ret klistret spørgsmål relateret til kvantefysik :Hvorfor opfører kvantemateriale sig uregelmæssigt? Kvantenniveauet er det mindste, videnskaben har fundet indtil nu. Studiet af kvantefysik begyndte i 1900, da fysikeren Max Planck først introducerede konceptet til den videnskabelige verden. Plancks undersøgelse af stråling gav nogle usædvanlige fund, der modsagde klassiske fysiske love. Disse fund tyder på, at der er andre love, der virker i universet, opererer på et dybere niveau end det, vi kender.

1. Heisenberg Usikkerhedsprincip
2. Teorier om mange verdener
3. Parallelle universer:Split eller String?

Heisenberg Usikkerhedsprincip

I ganske kort rækkefølge, fysikere, der studerede kvantenniveauet, lagde mærke til nogle ejendommelige ting ved denne lille verden. For en, de partikler, der findes på dette niveau, har en måde at antage forskellige former vilkårligt. For eksempel, forskere har observeret fotoner - små pakker med lys- der fungerer som partikler og bølger. Selv en enkelt foton udviser denne formskiftende [kilde:Brown University]. Tænk, hvis du så ud og handlede som et solidt menneske, da en ven kiggede på dig, men da han så tilbage igen, du havde taget en gasform.

Dette er blevet kendt som Heisenberg Usikkerhedsprincip . Fysikeren Werner Heisenberg foreslog, at bare ved at observere kvantemateriale, vi påvirker den sags adfærd. Dermed, vi kan aldrig være helt sikre på karakteren af ​​et kvanteobjekt eller dets egenskaber, som hastighed og placering.

Denne idé understøttes af København fortolkning af kvantemekanik. Stillet af den danske fysiker Niels Bohr, denne fortolkning siger, at alle kvantepartikler ikke findes i den ene eller anden tilstand, men i alle dens mulige stater på én gang. Summen af ​​mulige tilstande for et kvanteobjekt kaldes dets bølgefunktion . Tilstanden for et objekt, der findes i alle dets mulige tilstande på én gang, kaldes dets superposition .

Ifølge Bohr, når vi observerer et kvanteobjekt, vi påvirker dens adfærd. Observation bryder et objekts superposition og tvinger i det væsentlige objektet til at vælge en tilstand fra dets bølgefunktion. Denne teori redegør for, hvorfor fysikere har taget modsatte målinger fra det samme kvanteobjekt:Objektet "valgte" forskellige tilstande under forskellige målinger.

Bohrs fortolkning blev bredt accepteret, og er stadig af en stor del af kvantefællesskabet. Men på det seneste, Everett's Many-Worlds-teori har fået alvorlig opmærksomhed. Læs den næste side for at finde ud af, hvordan mange-verdeners fortolkning fungerer.

Teorier om mange verdener

Unge Hugh Everett var enig i meget af det, den højt respekterede fysiker Niels Bohr havde foreslået om kvanteverdenen. Han var enig i tanken om superposition, såvel som med begrebet bølgefunktioner. Men Everett var uenig med Bohr i en afgørende henseende.

Til Everett, måling af et kvanteobjekt tvinger det ikke til en eller anden forståelig tilstand. I stedet, en måling foretaget af et kvanteobjekt forårsager en faktisk splittelse i universet. Universet er bogstaveligt talt duplikeret, opdeling i et univers for hvert muligt resultat fra målingen. For eksempel, sige et objekts bølgefunktion er både en partikel og en bølge. Når en fysiker måler partiklen, der er to mulige udfald:Det måles enten som en partikel eller en bølge. Denne sondring gør Everett's Many-Worlds-teori til en konkurrent til den københavnske fortolkning som forklaring på kvantemekanikken.

Når en fysiker måler objektet, universet deler sig i to forskellige universer for at imødekomme hvert af de mulige resultater. Så en videnskabsmand i et univers finder ud af, at objektet er blevet målt i bølgeform. Den samme videnskabsmand i det andet univers måler objektet som en partikel. Dette forklarer også, hvordan en partikel kan måles i mere end én tilstand.

Så foruroligende det kan lyde, Everetts fortolkning af mange verdener har konsekvenser ud over kvante-niveauet. Hvis en handling har mere end et muligt resultat, så - hvis Everetts teori er korrekt - deler universet sig, når den handling tages. Dette gælder, selvom en person vælger ikke at foretage sig noget.

Det betyder, at hvis du nogensinde har befundet dig i en situation, hvor døden var et muligt resultat, så i et univers parallelt med vores, du er død. Dette er kun en af ​​grundene til, at nogle finder mange-verdeners fortolkning foruroligende.

Et andet foruroligende aspekt ved Many-Worlds-fortolkningen er, at det underminerer vores tidsbegreb som lineært. Forestil dig en tidslinje, der viser historien om Vietnamkrigen. Frem for en lige linje, der viser bemærkelsesværdige begivenheder, der skrider fremad, en tidslinje baseret på mange-verdeners fortolkning ville vise hvert muligt resultat af hver handling, der blev foretaget. Derfra, hvert muligt resultat af de foretagne handlinger (som følge af det oprindelige resultat) ville blive yderligere kroniseret.

Men en person kan ikke være opmærksom på sit andet jeg - eller endda hans død - der eksisterer i parallelle universer. Så hvordan kunne vi nogensinde vide, om mange-verdeners teori er korrekt? Sikkerhed på at fortolkningen er teoretisk mulig kom i slutningen af ​​1990'erne fra en tankeeksperiment - et forestillet eksperiment, der bruges til teoretisk at bevise eller modbevise en idé- kaldet kvante-selvmord. (Du kan lære mere om det i How Quantum Suicide Works.)

Dette tankeeksperiment fornyede interessen for Everetts teori, som i mange år blev betragtet som affald. Da mange verdener viste sig at være mulige, fysikere og matematikere har haft til formål at undersøge teoriens konsekvenser i dybden. Men mange-verdeners fortolkning er ikke den eneste teori, der søger at forklare universet. Det er heller ikke den eneste, der antyder, at der er universer parallelle med vores egne. Læs den næste side for at læne dig om strengteori.

Parallelle universer:Split eller String?

Many-Worlds-teorien og København-fortolkningen er ikke de eneste konkurrenter, der forsøger at forklare universets grundlæggende niveau. Faktisk, kvantemekanik er ikke engang det eneste felt inden for fysik, der leder efter en sådan forklaring. De teorier, der er fremkommet fra studiet af subatomær fysik, er stadig teorier. Dette har fået studieretningen til at blive opdelt på nogenlunde samme måde som psykologiens verden. Teorier har tilhængere og kritikere, ligesom de psykologiske rammer foreslået af Carl Jung, Albert Ellis og Sigmund Freud.

Siden deres videnskab blev udviklet, fysikere har været engageret i reverse engineering universet - de har undersøgt, hvad de kunne observere og arbejdet baglæns mod mindre og mindre niveauer af den fysiske verden. Ved at gøre dette, fysikere forsøger at nå det sidste og mest basale niveau. Det er dette niveau, de håber, der vil tjene som grundlaget for at forstå alt andet.

Efter hans berømte relativitetsteori, Albert Einstein tilbragte resten af ​​sit liv på udkig efter det sidste niveau, der ville besvare alle fysiske spørgsmål. Fysikere omtaler denne fantomteori som Teori om alt . Kvantfysikere mener, at de er på sporet efter at finde den endelige teori. Men et andet fysikfelt mener, at kvantenniveauet ikke er det mindste niveau, så den kunne derfor ikke levere Teorien om Alt.

Disse fysikere vender i stedet til et teoretisk subkvantumniveau kaldet strengteori for svarene på hele livet. Det fantastiske er, at gennem deres teoretiske undersøgelse, disse fysikere, ligesom Everett, har også konkluderet, at der er parallelle universer.

Stringteori stammer fra den japansk-amerikanske fysiker Michio Kaku. Hans teori siger, at de væsentlige byggesten i alt stof såvel som alle de fysiske kræfter i universet - ligesom tyngdekraften - eksisterer på et subkvantumniveau. Disse byggesten ligner små gummibånd - eller strenge - der udgør kvarker (kvantepartikler), og til gengæld elektroner, og atomer, og celler og så videre. Præcis hvilken slags stof der er skabt af strengene, og hvordan det stof opfører sig, afhænger af vibrationerne i disse strenge. Det er på denne måde, at hele vores univers er sammensat. Og ifølge strengteori, denne sammensætning finder sted på tværs af 11 separate dimensioner.

Ligesom Many-Worlds-teorien, strengteori viser, at parallelle universer eksisterer. Ifølge teorien, vores eget univers er som en boble, der eksisterer sammen med lignende parallelle universer. I modsætning til mange-verdeners teori, strengteori formoder, at disse universer kan komme i kontakt med hinanden. Strengteori siger, at tyngdekraften kan flyde mellem disse parallelle universer. Når disse universer interagerer, et Big Bang som det, der skabte vores univers, forekommer.

Mens fysikere har formået at oprette maskiner, der kan detektere kvantemateriale, subkvantumstrengene mangler endnu at blive observeret, hvilket gør dem - og den teori, de er bygget på - helt teoretiske. Det er blevet diskrediteret af nogle, selvom andre mener, at det er korrekt.

Så eksisterer parallelle universer virkelig? Ifølge teorien om mange verdener, vi kan ikke rigtig være sikre, da vi ikke kan være klar over dem. Strengteorien er allerede blevet testet mindst én gang - med negative resultater. Dr. Kaku mener stadig, at parallelle dimensioner eksisterer, dog [kilde:The Guardian].

Einstein levede ikke længe nok til at se sin søgen efter Theory of Everything taget op af andre. Så igen, hvis mange verdener er korrekte, Einstein lever stadig i et parallelt univers. Måske i det univers, fysikere har allerede fundet teorien om alt.

For mere information om parallelle universer, besøg de følgende links.

Masser mere information

relaterede artikler

• Kan vores hjerne se den fjerde dimension?
• Er der andre universer som vores derude?
• Sådan fungerer Quantum Cryptology
• Sådan fungerer Big Bang -teorien
• Sådan fungerer Quantum Suicide
• Sådan fungerer tidsrejser
• Hvad betyder CERN for universets fremtid?
• Hvad er en dimension, og hvor mange er der?