Hva mange verdens teorier betyr i fysikk

De mange verdens tolkninger (MWI) er en teori innen kvantefysikk ment å forklare det faktum at universet inneholder noen ikke-deterministiske hendelser, men selve teorien har til hensikt å være fullt deterministisk. I denne tolkningen, hver gang en "tilfeldig" hendelse finner sted, deler universet seg mellom de forskjellige tilgjengelige alternativene. Hver separate versjon av universet inneholder et annet utfall av den hendelsen. I stedet for en kontinuerlig tidslinje, ser universet under tolkningen av mange verdener mer ut som en serie grener som deler seg fra en tremme.

For eksempel indikerer kvanteteori sannsynligheten for at et individuelt atom i et radioaktivt element vil gjøre det forfall, men det er ingen måte å si nøyaktig når (innen disse sannsynlighetens områder) at forfallet vil ta plass. Hvis du hadde en haug med atomer med radioaktive elementer som har 50% sjanse for å råtne i løpet av en time, ville i løpet av en time 50% av disse atomene forfalle. Men teorien forteller ingenting nøyaktig om når et gitt atom vil forfalle.

I følge tradisjonell kvanteteori (København-tolkningen) er det ingen måte å si om det vil ha forfalt eller ikke før det er målt. I følge kvantefysikk må du faktisk behandle atomene hvis det er i en superposisjon av tilstander - både forfalt og ikke forfalt. Dette kulminerer i den berømte Schroedingers katt tankeeksperiment, som viser de logiske motsetningene i å prøve å anvende Schroedinger-bølgefunksjonen bokstavelig talt.

De mange verdens tolkninger tar dette resultatet og bruker det bokstavelig, i form av Everett Postulat:

Everett Postulat
Alle isolerte systemer utvikler seg i henhold til Schroedinger-ligningen

Hvis kvante teori indikerer at atomet både er forfalt og ikke forfallet, er de mange verdener tolkning konkluderer med at det må eksistere to universer: en der partikkelen forfalt og en inn som det ikke gjorde. Universet forgrener seg derfor hver gang en kvantehendelse skjer, og skaper et uendelig antall kvanteunivers.

Faktisk impliserer Everett-postulatet at hele universet (som et enkelt isolert system) kontinuerlig eksisterer i en superposisjon av flere stater. Det er ikke noe poeng der bølgefunksjonen noensinne kollapser i universet, fordi det ville innebære at en del av universet ikke følger Schroedinger-bølgefunksjonen.

De mange verdens tolkning ble opprettet av Hugh Everett III i 1956 i sin doktoravhandling, Teorien om Universal Wave-funksjonen. Det ble senere popularisert av innsatsen fra fysiker Bryce DeWitt. De siste årene har noe av det mest populære verket vært av David Deutsch, som har brukt begrepene fra de mange verdens tolkninger som en del av hans teoretiske til støtte for kvante datamaskiner.

Selv om ikke alle fysikere er enige i de mange verdens tolkninger, har det vært uformelle, uvitenskapelige meningsmålinger som har støttet ideen at det er en av de dominerende tolkningene som fysikere tror, ​​og sannsynligvis rangert like bak tolkningen og koherensen i København. (Se introduksjonen av dette Max Tegmark-papiret for ett eksempel. Michael Nielsen skrev et blogginnlegg fra 2004 (på et nettsted som ikke lenger eksisterer) som indikerer - bevoktet - at tolkningen av mange verdener ikke bare aksepteres av mange fysikere, men at den også var den mest sterk mislikte tolkning av kvantefysikk. Motstandere er ikke bare uenige i det, de protesterer aktivt mot det prinsipielt.) Det er en veldig kontroversiell tilnærming, og de fleste fysikere som jobber i kvantefysikk ser ut til å tro at det å bruke tid på å stille spørsmålstegn ved (i det vesentlig ustabile) tolkninger av kvantefysikk er bortkastet tid.

Tolkningen av mange verdener har flere andre navn, men arbeid på 1960- og 1970-tallet av Bryce DeWitt har gjort "mange verdener" -navn mer populært. Noen andre navn på teorien er relativ tilstandsformulering eller teorien om den universelle bølgefunksjonen.

Ikke-fysikere vil noen ganger bruke de bredere begrepene multiverse, megaverse eller parallelle universer når de snakker om de mange verdens tolkninger. Disse teoriene inkluderer vanligvis klasser av fysiske begreper som dekker mer enn bare typene av "parallelle universer" som er forutsagt av de mange verdens tolkninger.

I science fiction har slike parallelle universer gitt grunnlaget for en rekke store historier, men faktum er at ingen av disse har et sterkt grunnlag i vitenskapelig faktum for en veldig god Årsaken:

De mange verdens tolking tillater på ingen måte kommunikasjon mellom de parallelle universene som den foreslår.

Universene, når de er delt, er helt forskjellige fra hverandre. Igjen har science fiction-forfattere vært veldig kreative når de kom frem til måter rundt dette, men jeg kjenner til ikke noe solid vitenskapelig arbeid som har vist hvordan parallelle universer kunne kommunisere med hver enkelt annen.

Redigert av Anne Marie Helmenstine