Прошло почти столетие с тех пор, как ученые сломали Вселенную.
Путем сложного сочетания эксперимента и теории физики открыли механизм, построенный на математике вероятностных тиков, скрывающихся за фасадом реальности.
Этот взгляд на теорию, лежащую в основе квантовой механики, в расплывчатых выражениях именуемый копенгагенской интерпретацией, говорит, что все можно описать как возможность — до тех пор, пока мы не будем вынуждены описывать это как реальность.
Но что это вообще значит?
Несмотря на десятилетия экспериментов и философствований, разрыв между неустановленными свойствами квантовой системы и измерением, которое мы все видим своими глазами, почти не сократился. Несмотря на все разговоры о коллапсе сигналов, котах в коробках и эффектах наблюдателя, мы не ближе к пониманию природы реальности, чем первые физики в конце 1920-х годов.
Тем не менее, некоторые исследователи считают, что ключи могут быть найдены в пространстве между квантовой физикой и другой величественной теорией, родившейся в начале 20-го века, — знаменитой общей теорией относительности Эйнштейна.
В прошлом году небольшая группа физиков из Чикагского университета утверждала, что простое присутствие черной дыры где-то поблизости дергает за нити массы в размытом квантовом состоянии и заставляет ее выбирать единственную судьбу.
Теперь они вернулись с последующим прогнозом, представляя свои взгляды на различные виды горизонтов в препринте перед рецензированием.
Представьте себе небольшой кусочек материи, выходящий из темноты внутри закрытого ящика. Невидимый, он существует в тумане возможностей. У него нет определенного местоположения в тени, нет определенного вращения, нет определенного импульса. Важно отметить, что любой свет, который он излучает, также находится в бесконечном спектре возможностей.
Эта частица гудит потенциалом в волне, которая теоретически распространяется в бесконечность. Можно сравнить этот спектр возможностей с самим собой точно так же, как волна на поверхности пруда может расщепляться и рекомбинироваться, образуя распознаваемый паттерн интерференции.
Тем не менее, каждый удар и толчок в этой ряби, когда она распространяется, запутывает ее с другой, ограничивая диапазон возможностей в ее распоряжении. Его интерференционная картина изменяется заметным образом, ограничивая его результаты процессом, который физики описывают как потерю когерентности или декогерентность.
Именно этот процесс физики Дейн Дэниелсон, Гаутам Сатичандран и Роберт Уолд рассмотрели в мысленном эксперименте, который привел к интригующему парадоксу.
Физик, который заглядывает внутрь ящика, чтобы обнаружить свет, излучаемый частицей, неизбежно запутывает себя и свое окружение волнами скрытой частицы, вызывая некоторую степень декогерентности.
Но что, если через их плечо заглянет второй человек, уловивший свет, испускаемый частицей, собственными глазами? Точно так же, запутавшись со светом, излучаемым частицей, они еще больше ограничили бы эти возможности в волне частицы, еще более изменив ее.
А если бы второй наблюдатель стоял на далекой планете, в световых годах от нас, и смотрел на коробку в телескоп? Вот где это становится странным.
Несмотря на годы, которые потребовались для того, чтобы электромагнитная рябь света вышла из коробки, второй наблюдатель все равно запутался бы с частицей. Согласно квантовой теории, это также должно вызвать заметное изменение волны частицы, которое первый наблюдатель увидит задолго до того, как его коллега из далекого мира даже начнет настраивать свой телескоп.
Но что, если второй наблюдатель скрывается глубоко внутри черной дыры? Свет из ящика может легко скользить по его горизонту, падая в бездну искривленного пространства-времени, но, согласно правилам общей теории относительности, информация о его запутанной судьбе со вторым наблюдателем никак не может снова просочиться наружу.
Либо то, что мы знаем о квантовой физике, неверно, либо у нас есть серьезные проблемы, которые нужно решить с помощью общей теории относительности.
Или, согласно Даниэльсону, Сатичандрану и Вальду, наш второй наблюдатель не имеет значения. Эта линия невозврата, окружающая черную дыру, известная как горизонт событий, сама служит наблюдателем, в конечном итоге вызывая декогерентность почти всего. Подобно толпе гигантских глаз в космосе, наблюдающих, как разворачивается Вселенная.
Еще не вылез? Становится только хуже.
Черные дыры — не единственное явление, в котором пространство-время превращается в улицу с односторонним движением. Фактически любой достаточно ускоряющийся объект, приближающийся к скорости света, в конце концов столкнется с своего рода горизонтом, из которого испускаемая им информация уже не сможет вернуться.
Согласно последнему исследованию трио, эти «горизонты Риндлера» также могут вызывать аналогичную декогеренцию в квантовых состояниях.
Это не означает, что Вселенная каким-то образом сознательна. Напротив, выводы могут привести к объективным теориям о том, как квантовые состояния превращаются в абсолютные измерения и, возможно, о том, где гравитация и квантовая физика встречаются в единой всеобъемлющей физической теории.
Вселенная все еще сломана, по крайней мере, на данный момент.
Все, что мы можем сказать, это наблюдать за этим пространством.
No comments:
Post a Comment