"Najnerazumljivija stvar u svemiru je da je to razumljivo", jednom je rekao Albert Einstein. Ovih se dana, međutim, svemir teško može nazvati razumljivim ili čak jedinstvenim. Temeljna fizika je u krizi s dva popularna koncepta koja se često nazivaju "multiverse" i "rulyverse", a koja doslovno predstavljaju "više svemira" i "ružni svemir".
Kako djeluje svemir?
Zagovornici višestrukog svemira brane ideju postojanja bezbrojnih drugih svemira, od kojih neki imaju potpuno različitu fiziku i broj prostornih dimenzija; u tim svemirima vi, ja i svi ostali možemo postojati kao bezbroj primjeraka. "Multiverse je možda najopasnija ideja iz fizike", rekao je južnoafrički kozmolog George Ellis.
Otkrivanje malo vjerojatne slučajnosti od najranijih dana znanosti dovelo je do potrebe da se objasni, traži skriveni uzrok i motiv. Moderni primjeri uključuju ovo: zakoni fizike izgledaju precizno podešeni kako bi inteligentnim bićima omogućili otkrivanje tih zakona - slučajnost kojoj je potrebno objašnjenje.
Pojavom multiverzuma sve se promijenilo: koliko god nevjerojatna bila slučajnost, u milijardama milijardi svemira koji čine multiverzum, barem negdje - bit će. A ako se čini da slučajnost pogoduje nastanku složenih struktura, života ili svijesti, ne bismo se trebali ni čuditi da smo u svemiru koji nam u prvom redu dopušta postojanje. Ali ovo "antropsko zaključivanje", zauzvrat, podrazumijeva da ne možemo ništa predvidjeti. Ne postoje očigledni principi da fizičari CERN-a traže nove čestice. I ne postoji temeljni zakon koji se nalazi iza slučajnih svojstava svemira.
Drugi problem postao je potpuno drugačiji, ali ne manje opasan - „ružni svemir“. Prema teorijskoj fizičarki Sabini Hossenfelder, moderna fizika bila je zbunjena njezinom privlačnošću prema "lijepom", što je dovelo do pojave matematički elegantnih, špekulativnih fantazija bez povezanosti s eksperimentima. Fizičari su "izgubljeni u matematici", kaže ona. A ono što fizičari nazivaju "ljepotom" jesu strukture i simetrije. Ako se više ne možemo osloniti na takve koncepte, razlika između razumijevanja i jednostavnoga podudaranja s eksperimentalnim podacima bit će zamagljena.
Oba problema imaju svoje korijene. "Zašto zakoni prirode ne prokletstvo u vezi s tim što mislim da je lijepo?", S pravom se pita Hossenfelder. A odgovor je: nije ih briga. Naravno, priroda bi mogla biti složena, zbunjujuća i nerazumljiva - kad bi bila klasična. Ali priroda nije takva. Priroda je kvantno mehanička. I iako je klasična fizika znanost našeg svakodnevnog života, u kojoj su predmeti odvojeni jedni od drugih, kvantna mehanika je različita. Stanje vašeg automobila nije povezano s bojom haljine vaše supruge. Ali u kvantnoj mehanici sve su stvari uzročno povezane jedna s drugom, što je Einstein nazvao "sablasnim djelovanjem na daljinu". Takve korelacije čine strukturu, a struktura je lijepa.
Promotivni video:
Suprotno tome, čini se da je multiverzum teško zanijekati. Kvantna mehanika, posebno, dobro postupa s njim. Pucanje pojedinih elektrona u ekran s dvije proreze rezultira pojavom interferencijskog uzorka na detektoru iza zaslona. U svakom se slučaju pokaže da elektron svaki put prođe kroz obje proreze.
Kvantna fizika je znanost koja stoji iza nuklearnih eksplozija, pametnih telefona i sudara čestica - a poznata je i po svojim čudima, poput Schrödingerove mačke suspendirane između života i smrti. U kvantnoj mehanici različite stvarnosti mogu se preklapati jedna s drugom (poput "čestica je ovdje" i "čestica tamo" ili "mačka je živa" i "mačka je mrtva"), poput valova na površini jezera. Čestica može biti na pola ovdje i napola tamo. To se naziva superpozicija, a upravo to dovodi do pojave interferencijskog uzorka.
Izvorno razvijena za opis mikroskopskog svijeta, kvantna mehanika posljednjih je godina pokazala da kontrolira sve veće predmete sve dok su dovoljno izolirani od okoline. Međutim, iz nekog razloga, naš je svakodnevni život nekako zaštićen od prevelike kvantne čudnosti. Nitko nikada nije vidio polumrtvu mačku, a kad god izmjerite položaj čestice, dobivate određeni rezultat.
Izravna interpretacija pretpostavlja da su sve moguće opcije ostvarene, iako u različitim, ali paralelnim stvarnostima "Everettovih grana" - nazvanih po Hughu Everettu, koji se prvi zalagao za ovo stajalište, poznato kao tumačenje kvantne mehanike u mnogim svjetovima. Everettovi "mnogi svjetovi" zapravo predstavljaju samo jedan primjer multiverzuma - jedan od četiri. Druga dva su manje zanimljiva, a treća je "krajobrazna teorija struna" kojoj ćemo se vratiti kasnije.
Pribjegavajući kvantnoj mehanici da opravda ljepotu fizike, čini se da žrtvujemo jedinstvenost svemira. Međutim, ovaj zaključak leži samo na površini. Ono što se obično zanemaruje na takvoj slici jest da Everettov multiverzum nije osnovni. To je samo prividno ili "novonastalo", kako kaže filozof David Wallace sa Sveučilišta Južna Kalifornija.
Da biste razumjeli ovu točku, morate razumjeti načelo na kojem se temelji i kvantna mjerenja, kao i "jezivo djelovanje na daljinu". Ključ oba fenomena je koncept "zapletenosti", koji su 1935. istaknuli Einstein, Boris Podolsky i Nathaniel Rosen: u kvantnoj mehanici sustav dvaju isprepletenih vrtića s nultom sumom može se sastojati od superpozicije parova vrtova s suprotnim smjerovima rotacije s apsolutnom nesigurnošću u smjerovima rotacije pojedinca vrti. Zapetljavanje je prirodan način spajanja dijelova u cjelinu; pojedinačna svojstva sastavnih dijelova prestaju postojati u korist snažno povezanog općeg sustava.
Kad god se kvantni sustav mjeri ili povezuje s okolinom, zamke igraju važnu ulogu: kvantni sustav, promatrač i ostatak svemira isprepliću se. Sa stajališta lokalnog promatrača, informacije se raspršuju u nepoznatom okruženju i započinje proces "dekoherencije". Dekoherenca je agent klasičnosti: opisuje gubitak kvantnih svojstava kada kvantni sustav interaktivno djeluje sa svojom okolinom. Dekoherencija djeluje poput patentnog zatvarača između paralelnih stvarnosti kvantne fizike. S gledišta promatrača, svemir se „odvaja“na odvojene grane Everetta. Promatrač promatra živu mačku ili mrtvu mačku, ali ništa između toga. Za njega se svijet čini klasičnim, iako je s globalnog stajališta još uvijek kvantno mehanički. Zapravo,s ovog stajališta, čitav svemir je kvantni objekt.
Kvantni monizam
I ovdje se oslanjamo na najzanimljiviji koncept "kvantnog monizma" koji je predložio filozof Jonathan Schaffer. Shaffer je razmislio o pitanju od čega je sastavljen svemir. Prema kvantnom monizmu, temeljni sloj stvarnosti ne sastoji se od čestica ili struna, već od samog svemira, shvaćenog ne kao zbroj njegovih sastavnih stvari, već kao pojedinačno zapleteno kvantno stanje.
Slične misli ranije je izrazio, primjerice, fizičar i filozof Karl Friedrich von Weizsacker: Uzimanje kvantne mehanike ozbiljno predviđa jedinstvenu, jedinstvenu kvantnu stvarnost koja je u osnovi multiverzuma. Homogenost i sitne fluktuacije temperature kozmičke mikrovalne pozadine, koje ukazuju na to da se promatrani svemir može pratiti do jednog kvantnog stanja, obično povezanog s kvantnim poljem iskonske inflacije, podržavaju ovo gledište.
Štoviše, ovaj se zaključak proširuje i na druge multiverzalne koncepte. Budući da je zapletenost univerzalna, nije ograničena na naš kozmički mjehur. Što god da je multiverzum, ako prigrlite kvantni monizam, sve će biti dio jedinstvene cjeline: uvijek će postojati neki temeljniji sloj stvarnosti koji će temeljiti na multiverzumu, a taj će sloj biti jedinstven.
I kvantni monizam i Everettova interpretacija u mnogim svjetovima predviđanja su kvantne mehanike. Razlikuje ih samo perspektiva: ono što će s gledišta lokalnog promatrača izgledati kao "mnogi svjetovi", u stvarnosti predstavlja jedinstven univerzum s globalnog stajališta (na primjer, biće koje može vidjeti čitav svemir izvana).
Drugim riječima, mnogi su svjetovi kvantni monizam kroz oči promatrača s ograničenim informacijama o svemiru. Zapravo, Everettova izvorna motivacija bila je razviti kvantni opis cijelog svemira u smislu "univerzalne valne funkcije". Pogledajte na to kroz oblačni prozor: priroda je podijeljena na mnogo dijelova, ali ovo je samo iskrivljenje perspektive.
Monizam i više svjetova mogu se izbjeći, ali samo ako netko promijeni formalizam kvantne mehanike - obično je to u sukobu s Einsteinovom posebnom teorijom relativnosti - ili netko predstavi kvantnu mehaniku ne kao teoriju o znanosti, već kao o znanju: ljudske ideje, ali ne i znanost.
U svom sadašnjem obliku kvantni monizam treba promatrati kao ključni pojam u modernoj fizici: on objašnjava zašto „ljepota“, shvaćena kao struktura, povezanost i simetrija između vanjsko neovisnih sfera prirode, nije iskrivljeni estetski ideal, već posljedica odvajanja prirode od jedinstvene kvantno stanje. Uz to, kvantni monizam uklanja i potrebu za višestrukim svemirom, jer predviđa korelacije ostvarene ne samo u jednom rođenom svemiru, već iu bilo kojoj jednoj grani multiverzuma.
Konačno, kvantni monizam mogao bi riješiti krizu eksperimentalne fundamentalne fizike, koja se oslanja na sve veće sudare kako bi proučavali sve manje prirodne sastojke. Jer i najmanji sastavni dijelovi neće biti temeljni sloj stvarnosti. Proučavanje osnova kvantne mehanike, novih područja teorije kvantnog polja ili najvećih struktura u kozmologiji može biti jednako korisno.
Sve to znači da ne smijemo prestati tražiti. Na kraju, ta nam se želja ne može oduzeti. Negdje duboko ispod, nalazi se jedinstvena, razumljiva i temeljna stvarnost.
Ilya Khel