Hvordan fysik kan hjælpe os med at forstå multiversvanvid

Hvis du er fan af science fiction-film, vil du sandsynligvis være bekendt med ideen om alternative universer - hypotetiske eksistensplaner med forskellige versioner af os selv. Så langt fra virkeligheden som det lyder, er det et spørgsmål, som videnskabsmænd har overvejet. Så hvor godt stemmer fiktionen overens med videnskaben?

Fortolkningen af ​​mange verdener er en idé i fysik, der understøtter konceptet om, at flere universer eksisterer. Det stammer fra den måde, vi forstår kvantemekanikken på, som trodser reglerne i vores almindelige verden. Selvom det er umuligt at teste og betragtes som en fortolkning snarere end en videnskabelig teori, tror mange fysikere, at det kunne være muligt.

"Når du ser på den almindelige verden, er tingene målbare og forudsigelige - hvis du taber en bold fra et tag, vil den falde til jorden. Men når du ser på en meget lille skala i kvantemekanik, holder reglerne op med at gælde. I stedet for af at være forudsigelig, handler det om sandsynligheder," siger Sarah Martell, lektor ved School of Physics, UNSW Science.

Den grundlæggende kvanteligning - kaldet en bølgefunktion - viser en partikel, der bebor mange mulige positioner, med forskellige sandsynligheder tildelt hver. Hvis du skulle forsøge at observere partiklen for at bestemme dens position - kendt i fysik som at "kollapse" bølgefunktionen - vil du kun finde den ét sted. Men partiklen bebor faktisk alle de positioner, som bølgefunktionen tillader.

Denne fortolkning af kvantemekanikken er vigtig, da den hjælper med at forklare nogle af de kvanteparadokser, som logikken ikke kan svare på, som hvorfor en partikel kan være to steder på én gang. Selvom det kan virke umuligt for os, da vi oplever tid og rum som faste, lægger det matematisk sammen.

"Når man laver en måling i kvantefysik, måler man kun en af ​​mulighederne. Det kan vi arbejde med matematisk, men det er filosofisk ubehageligt, at verden holder op med at være forudsigelig," siger A/Prof. siger Martell.

"Hvis du ikke hænger dig op i filosofien, går du simpelthen videre med din fysik. Men hvad nu hvis den anden mulighed var sand? Det er her, denne idé om multiverset kommer ind."

Kvantemultiverset

Ligesom det er afbildet i mange science fiction-film, antyder fortolkningen af ​​mange verdener, at vores virkelighed blot er en af ​​mange. Universet opdeles eller forgrener sig til andre universer, hver gang vi gør noget – uanset om det er et molekyle, der bevæger sig, hvad du beslutter dig for at spise eller dit valg af karriere.

I fysik forklares dette bedst gennem tankeeksperimentet af Schrodingers kat. I mange-verdenernes fortolkning, når kassen åbnes, opdeles iagttageren og den muligvis levende kat i en iagttager, der ser på en kasse med en afdød kat, og en, der kigger på en kasse med en levende kat.

"En version af dig måler det ene resultat, og en version af dig måler det andet resultat. På den måde behøver du ikke forklare, hvorfor en bestemt sandsynlighed resulterede. Det er bare alt, hvad der kunne ske, sker, et eller andet sted," A/ Prof. siger Martell.

"Dette er den logik, der ofte afbildes i science fiction, som 'Spider-Man:Into the Spider-Verse', hvor fem forskellige Spider-Men eksisterer i forskellige universer baseret på ideen om, at der var en anden begivenhed, der satte op for hver enkelts fremskridt og tidslinje."

Denne fortolkning antyder, at vores beslutninger i dette univers har konsekvenser for andre versioner af os selv, der lever i parallelle verdener. Men hvad med muligheden for at interagere med disse hypotetiske alternative universer?

Ifølge fortolkningen af ​​mange verdener ville mennesker ikke være i stand til at interagere med parallelle universer, som de gør i film – selvom science fiction har kreative tilladelser til at gøre det.

"Det er en enhed, der bruges hele tiden i tegneserier, men det er ikke noget, fysikken ville have noget at sige om," A/Prof. siger Martell. "Men jeg elsker science fiction for kreativiteten og den måde, små videnskabsfakta kan blive motivationen for en karakter eller den væsentlige krise i en historie med karakterer som Doctor Strange."

"Om ikke andet kan science fiction være med til at gøre videnskaben mere tilgængelig, og jo mere vi får folk til at tale om videnskab, jo bedre," A/Prof. siger Martell.

"Jeg tror, ​​vi gør os selv meget godt ved at sætte kroge derude, som folk kan gribe. Så hvis vi kan få folk til at interessere sig for videnskab gennem populærkulturen, vil de være mere interesserede i den videnskab, vi laver." + Udforsk yderligere

Hvad er multiverset, og eksisterer det virkelig?