Orizonturile extreme din spațiu ar putea trage stările cuantice în realitate: ScienceAlert

A trecut aproape un secol de când oamenii de știință au spulberat Universul.

Printr-un amestec complex de experimente și teorii, fizicienii au descoperit un motor construit pe matematica probabilității care se ascunde sub fațada realității.

Vag denumită interpretare de la Copenhagaaceastă interpretare a teoriei din spatele mecanicii cuantice spune că totul poate fi descris ca o posibilitate – până când trebuie să o descriem ca pe o realitate.

Dar ce înseamnă asta?

În ciuda deceniilor de experimentare și filozofie, decalajul dintre proprietățile incerte ale unui sistem cuantic și o măsurătoare pe care o vedem cu toții cu ochii noștri abia s-a redus. În ciuda tuturor discuțiilor despre forme de undă care se prăbușesc, pisici în cutii și efecte ale observatorului, nu suntem mai aproape de a înțelege natura realității decât erau acei fizicieni timpurii la sfârșitul anilor 1920.

Cu toate acestea, unii cercetători cred că ar putea fi găsite indicii în decalajul dintre fizica cuantică și o altă teorie maiestuoasă născută la începutul anilor 20.^e secolul – celebra teorie a relativității generale a lui Einstein.

Anul trecutun mic grup de fizicieni de la Universitatea din Chicago au susținut că simpla prezență a unei găuri negre undeva în apropiere trage de corzile unei mase într-o neclaritate a stărilor cuantice și o obligă să aleagă o soartă unică.

Acum s-au întors cu o predicție ulterioară, arătându-și părerile asupra diferitelor tipuri de orizonturi, într-o pretipărire înainte evaluarea inter pares.

Imaginează-ți o mică bucată de materie care iese din întuneric în interiorul unei cutii închise. Invizibil, există într-o vagitate de poate. Nu are o singură locație în umbră, nicio rotație anume, nici un impuls specific. Este important de reținut că orice lumină pe care o emite se află, de asemenea, într-un spectru infinit de posibilități.

Această particulă zumzește cu potențial într-o undă care se propagă teoretic la infinit. Este posibil să comparăm acest spectru de posibilități cu el însuși în același mod în care o undă de pe suprafața unui iaz se poate diviza și recombina pentru a forma un model de interferență recunoscut, de fapt.

Cu toate acestea, fiecare lovitură și ghiont din această undă pe măsură ce se răspândește o încurcă cu alta, limitând gama de posibilități disponibile. Modelul său de interferență se schimbă considerabil, limitându-și rezultatele la un proces pe care fizicienii îl descriu drept o pierdere de coerență sau decoerență.

Acesta este procesul pe care fizicienii Daine Danielson, Gautam Satishchandran și Robert Wald l-au luat în considerare într-un experiment de gândire care ar duce la un paradox intrigant.

Un fizician care aruncă o privire în interiorul cutiei pentru a detecta lumina emisă de particule va deveni inevitabil încurcat și împrejurimile lor cu undele de la particulele ascunse, provocând un anumit grad de decoerență.

Dar dacă ar exista o a doua persoană care se uită peste umăr, surprinzând lumina emisă de particule cu propriii ochi? De asemenea, încurcându-se cu lumina emisă de particule, ei ar restrânge și mai mult aceste posibilități în unda particulei, modificând-o și mai mult.

Ce se întâmplă dacă al doilea observator stătea pe o planetă îndepărtată, la ani lumină distanță, privind cutia printr-un telescop? Aici devine ciudat.

În ciuda anilor care au durat până când ondulațiile electromagnetice ale luminii să iasă din cutie, al doilea observator s-ar fi încurcat în continuare cu particula. Potrivit teoriei cuantice, acest lucru ar trebui să provoace și o schimbare vizibilă a formei de undă a particulei, o schimbare pe care primul observator ar vedea-o cu mult înainte ca colegul său dintr-o lume îndepărtată să înceapă chiar să-și instaleze telescopul.

Dar dacă al doilea observator s-ar fi ascuns adânc într-o gaură neagră? Lumina din cutie s-ar putea strecura cu ușurință prin orizont, căzând în abisul spațiu-timpului stricat, dar, conform regulilor relativității generale, nu există nicio modalitate ca informațiile despre soarta sa încurcată cu cel de-al doilea observator să se poată infiltra din nou.

Fie ceea ce știm despre fizica cuantică este greșit, fie avem probleme serioase de rezolvat cu relativitatea generală.

Sau, in conformitate Danielson, Satishchandran și Wald, al doilea observator al nostru, este irelevant. Această linie fără întoarcere care înconjoară o gaură neagră, cunoscută sub numele de orizont al evenimentelor, servește drept observator însuși, provocând, în cele din urmă, aproape totul să se decoereze. Ca o mulțime de ochi giganți de-a lungul cosmosului, care urmăresc desfășurarea universului.

Încă speriat? Doar devine mai rău.

Găurile negre nu sunt singurele fenomene în care spațiu-timp se întinde pe o stradă cu sens unic. De fapt, orice obiect suficient de accelerat care se apropie de viteza luminii va experimenta în cele din urmă un fel de orizont din care informația pe care o emite nu se va putea întoarce niciodată.

Potrivit celui mai recent studiu al trio-ului, aceste „Orizonturile lui Rindler‘ ar putea produce, de asemenea, un tip similar de decoerență în stările cuantice.

Acest lucru nu înseamnă că universul este în vreun fel conștient. Mai degrabă, descoperirile ar putea duce la teorii obiective despre modul în care stările cuantice se rezolvă la măsurători absolute și, probabil, acolo unde gravitația și fizica cuantică se întâlnesc într-o teorie generală a fizicii.

Universul este încă rupt, cel puțin deocamdată.

Tot ce putem spune este să urmărim acest spațiu.

Această cercetare a fost publicată în arXiv.