Je li znanost samo dokazala više stvarnosti? Oh, i sada vrijeme može teći unatrag. Ozbiljno.

Dvadeset i četiri sata epske neobičnosti u svijetu kvantne fizike

Čekao sam dobru priliku da objavim ovu sliku, očito omaž Heavy Metalu!

U posljednja dvadeset i četiri sata zabilježena su dva velika napretka u kvantnoj fizici: jedan, MIT Technology Review, izvještava da stvarnost možda i nije objektivna, da različiti promatrači mogu svjedočiti istom događaju i oboje imaju 100% pravo u odnosu na ono čemu su svjedočili (dakle što može dokazati postojanje više stvarnosti) i dvije, Nature izvješćuje da su znanstvenici u Americi i Rusiji pokazali da vrijeme može teći unatrag.

Ow! Da, moj mozak često, često.

Prvo ćemo se pozabaviti manje važnim događajem, demonstracijom da vrijeme može teći unatrag i na taj način predstavljati egzistencijalnu prijetnju Newtonovom drugom zakonu termodinamike:

Drugi zakon termodinamike kaže da će se stanje entropije cijelog svemira, kao izoliranog sustava, s vremenom uvijek povećavati. Drugi zakon također kaže da promjene entropije u svemiru nikada ne mogu biti negativne.

Članak u Natureu pomalo je slogan za neznanstvenike poput mene, tako da je Newsweek zamišljeno napravio stvari jasnijima za sve nas:

U studiji objavljenoj u časopisu Scientific Reports, znanstvenici iz Sjedinjenih Država i Rusije eksperimentalno su pokazali preokret vremena - slanje kviteta iz složenijeg stanja u jednostavnije.
Algoritam koji predlažu mijenja kvantno razvijeno stanje tako da se počinje razvijati unatrag. "Izvodeći ovu magiju s razvijenim stanjem tinte, vidjet ćemo da će se nakon istog vremena (koje je potrebno za otapanje tinte u vodi) tinta ponovo spojiti u prvobitnu kap", rekao je autor studije Andrei Lebedev za Newsweek. "To je upravo ono što smo učinili u svom radu, kada kapljica tinte sadrži tri kubita, a voda je Hilbertovo stanje kvantnog računala." (Podebljani rudnik)

Magija, doista.

Da budemo sigurni, ovo je istraživanje pokazalo samo ovaj učinak na kvantnoj razini. Zasad nema naznaka da se ovaj efekt može umnožiti na bilo čemu iznad kvantne razine, pa mi muževi možemo zaboraviti reći ono što smo rekli stvarno glupi stvar prije nego smo dobili tihi tretman iz pakla. Djevojke znaju što mislim ... ali za dečke koji nikada nisu bili u dugoročnoj vezi s djevojkom, dobro, naučit ćete teški način. Uvijek to radimo.

Ali odstupam. Budući da je učinak viđen samo na kvantnoj razini, sve do trenutka kada se to može iskoristiti u praktičnoj upotrebi, trebali bismo to vidjeti na isti način kao i otkriće Higgsovog bozona: nevjerojatno je i povlači „cool metar“ , ali još ne od praktične vrijednosti izvan one znanstvenog razumijevanja. Ili, drugačije rečeno:

Ne mnogo. Još.

Po mom mišljenju, najvažnije od dva otkrića bio je izvještaj da stvarnost nije objektivna, da ono što jedan promatrač vidi u nekom događaju može doslovno biti u drugačijoj stvarnosti od one o kojoj je svjedočio drugi promatrač. Objašnjenje ovoga zahtijeva neko vrijeme duboko ući u kvantni korov.

Sjećate se Schrödingerove mačke? Evo pojednostavljene verzije aplikacije WhatIs.com:

Živa mačka je smještena u čeličnu komoru zajedno s čekićem, bočicom cijanovodične kiseline i vrlo malom količinom radioaktivne tvari. Ako tijekom testiranja propadne čak i jedan atom radioaktivne tvari, relejni mehanizam pokreće čekić, što će zauzvrat razbiti bočicu otrovnog plina i uzrokovati da mačka umre
...
U pokusu, promatrač ne može znati da li se atom tvari raspadao i, prema tome, ne zna je li se bočica razbila i mačka je ubijena. Prema kvantnom zakonu prema interpretaciji iz Kopenhagena, mačka će biti i mrtva i živa dok neko ne pogleda u kutiju. U kvantnoj mehanici lingo, mačka sposobnost da bude i živa i mrtva dok se ne opazi naziva se kvantnom neodređenošću ili promatračkim paradoksom. Logika koja stoji iza promatračkog paradoksa je dokazana sposobnost promatranja da utječe na ishode. (podebljani rudnik)

Vidite onu posljednju rečenicu? Dokazano je da samo promatranje utječe na rezultate. Također znamo da kad se dvije čestice upleteju, kada se stanje jedne čestice promatra promatranjem, promijeni se i druga čestica. Također imajte na umu da nema ograničenja ni udaljenosti ni vremena kada je u pitanju kvantno zapletenost (da, čestica se može upetljati s drugom česticom u prošlosti). Drugim riječima, kada noću izlazite i gledate u zvijezde, svjetlost koju vidite fotoni su zvijezda udaljenih mnogo svjetlosnih godina. Recimo da gledate Betelgeuse, crveni gigant koji je "desno rame" zviježđa Oriona. To je otprilike 520 svjetlosnih godina (+/- 73 ly). Ako je jedan od onih fotona koji vam udari očnu jabučicu zapetljan fotonom u valjajućem, vrelom paklu koji je površina Betelgeusea, tada je vaše promatranje fotona koji udara u vašu očnu jabučicu ne samo promijenilo stanje tog fotona, nego i istog trenutka promijenio je stanje svog zapletenog fotona u površini Betelgeuse-a udaljenog 520 svjetlosnih godina!

Samo ne mijenjajte zapletene čestice iz Betelgeuse tri puta!

Je li vam to već dovoljno čudno? Čekaj - postaje bolje!

U redu, ustanovili smo da promatranje kvantne čestice mijenja stanje te čestice. Spremni ste da vam se raznese um? Što se događa ako dvije osobe istovremeno promatraju istu česticu?

Eksperiment uključuje dvije osobe koje promatraju jedan foton, najmanju količinski mjerljivu jedinicu svjetlosti koja u različitim uvjetima može djelovati kao čestica ili val.
Foton može postojati u jednom od dva poravnanja, ali do trenutka kad ga netko stvarno odredi da bi utvrdio koja, za foton se kaže da postoji u superpoziciji - oba su uvjera istodobno.
U misaonom eksperimentu znanstvenik tiho analizira foton i određuje njegovo poravnanje.
Drugi znanstvenik, nesvjestan prvog mjerenja, može potvrditi da foton - a time i prvo mjerenje znanstvenika - i dalje postoji u kvantnom superpoziciji svih mogućih ishoda.
Kao rezultat toga, svaki je znanstvenik doživio drugačiju stvarnost. Oboje su tehnički istinite, iako se međusobno ne slažu.
Prenošenje ove ideje iz misaonog eksperimenta u stvarnost uključivalo je eksperimentalno postavljanje lasera, razdjelnika snopa i seriju od šest fotona koji su mjereni raznim komadima opreme koji su stajali dva znanstvenika.
Drugi istraživači ranije su osmislili eksperimentalnu postavku, prema MIT Tech, ali ovo je prvi put da je bilo tko uspio izvući eksperiment.

Dva različita promatrača, dva različita ishoda, dvije različite stvarnosti ... i obje su u pravu. To u biti dokazuje eksperiment misljenja „Wignerov prijatelj“, ako još uvijek netko želi još dublje ući u korov.

Ali, o tome će biti još čudnije! Evo pitanja: sada kada je svaki znanstvenik promatrao drugačiju stvarnost, je li jedan još uvijek u istoj stvarnosti kao i prije? Ili su oboje u stvarnosti koja se odvojila (ako je beskonačno tako) od one koju su dijelili prije promatranja tog fotona? Stvar je u tome da kad su svi znanstvenici promatrali promjenu stanja tog pojedinačnog fotona, događaj se nije dogodio u vakuumu, jer se sva materija i energija sastoje od čestica i valova koji stalno mijenjaju stanje. Promatranje fotona od strane ljudskih bića mijenja stanje tih fotona, ali je li potrebno promatranje ljudi da bi se stanja fotona ili čestica promijenila?

Web stranica LiveScience.com: "pravila kvantne fizike govore da neopaženi foton postoji u svim mogućim stanjima istovremeno, ali kad se promatra ili mjeri, pokazuje samo jedno stanje."

Znači li to da kvantne čestice ne mogu mijenjati stanje dok se ne promatraju? Naravno da ne.

Najpopularniji odgovor, formuliran otprilike u vrijeme kada je Schrödinger proizveo svoju jednadžbu, poznat je pod nazivom kopenhagenska interpretacija. Ime nazvano po rodnom gradu jednog od svojih pionira, Nielsu Bohru, kaže da je stanje čestica prije promatranja u osnovi, samo po sebi, nepremostivo neizvjesno. Ako valna funkcija kaže da bi čestica mogla biti tu i tamo, onda je ona stvarno tu i tamo, koliko god teško bilo shvatiti u smislu svakodnevnog iskustva. Samo čin gledanja na kvantni objekt "urušava" njegovu valnu funkciju, izbacujući ga iz sjenovitog mrežnog svijeta u definitivnu stvarnost.

U članku se opisuju problemi s "Kopenhagenskom interpretacijom", a zatim se opisuju tri alternative:

Alternativa slici iz Kopenhagena uglavnom se dijeli na tri kategorije. Prvo je da slika valne funkcije nije cjelovit opis stvarnosti. Desetljeća rigoroznih eksperimenata pokazala su, međutim, da bi svako dodatno zvono i zviždanje trebalo djelovati brže od svjetlosti, kršeći možda najosnovniji fizički zakon. Druga je mogućnost da se kolaps valne funkcije uopće ne dogodi; svaki mogući ishod opažanja zapravo dolazi u njegovom zasebnom svemiru. Ovo je interpretacija "mnogih svjetova" (vidi "Tko je ubio Schrödingerovu mačku?").
Teorija mnogih svjetova također stvara gotovo isto toliko filozofskih problema koliko ih rješava, pa je Sudarsky započeo s trećom opcijom: da valne funkcije budu stvarne stvari i doista se urušavaju - ali nasumično, same od sebe. "Dogodi se nešto poput mjerenja, ali bez da ga itko stvarno mjeri", kaže Sudarsky. Ne treba ljudski promatrač, pa je ovaj proces poznat kao objektivni kolaps.
...
Objektivni kolaps bio bi rijedak, ali uhvatljiv. Sačekajte da se valna funkcija jedne čestice uruši i možda ćete čekati duže od vremena svemira. Međutim, grupirajte mnogo čestica zajedno, a šansa brzo eskalira. S nekoliko milijardi čestica, možda ćete trebati pričekati nekoliko sekundi da se jedna valna funkcija uruši - a da biste ostatak isključili. (podebljani rudnik)

Autor jasno preferira treću alternativu i čini razumnim slučajem za svoju istinitost ...

… Ali eksperiment opisan na početku ovog članka možda je dokazao drugo, „tumačenje mnogih svjetova“ (MWI). Pogledajte gornje podebljane rečenice: svaki mogući ishod opažanja dolazi u njegovom zasebnom svemiru. Treba napomenuti da postoje različite "verzije" MWI-a i da je ovu konkretnu verziju MWI-ja prvi opisao Bryce DeWitt 1970. U osnovi stoji da se sve što se može dogoditi događa počelo na kvantnoj razini (s kvantnom čestice koje stalno postoje u svakom mogućem stanju) i tako utječu na svaki mogući rezultat iznad kvantne razine ... i da svako različito stanje svake kvantne čestice koja postoji postoji u svojoj stvarnosti. Da, to bi značilo da postoji stvarnost u kojoj Stephen King piše najprodavanije dječje vrtiće za djecu, a Donald Trump, svjetski poznati astrofizičar / komičar, iako je ALS ograničio na invalidska kolica. I oženjen je transrodnom osobom po imenu Nancy Pelosi i jako ga voli.

Ali pričekaj - ima ih još! Ako ova verzija MWI-ja vrijedi, onda će možda trebati da postoji različita stvarnost za svaku različitu kombinaciju stanja kvantnih čestica u svemiru. Drugim riječima, kvantna čestica Alice ovdje na zemlji je u stanju 0, dok je kvantna čestica Boba u Betelgeuseu (ili Andromeda ili gdje god drugo) također u stanju 0, ali također se prebacuje u stanje 1 ... i za svaku će postojati zasebna stvarnost kombinacija Alice i Boba, koje bi kombinacije stvorile još više grana stvarnosti kad god Alice ili Bob ponovno promijene stanje. I to se događa sa svakom pojedinom česticom ili valom svakog trenutka kad bilo koja takva čestica ili val promijeni stanje, barem od početka Velikog praska.

Ako su to zvukovi izvan smiješnih, pogledajte ponovo:

Sada su prvi put Massimiliano Proietti i njegovi kolege fizičari izveli eksperiment misaone kvantne fizike za sebe stvorivši dvije alternativne stvarnosti i zatim uspoređujući ova dva svijeta. Nakon eksperimenta, fizičari su utvrdili da je Wigner apsolutno u pravu s njegovom sugestijom da se dvoje ljudi ne može složiti u stvarnosti kojoj svjedoče, pokazujući da se čak i jednostavne i objektivne činjenice ne mogu složiti. (podebljani rudnik)
Prešli smo gluposti. Sada smo otišli u plej! (izvinjavam se svima koji nisu gledali Spaceballs)

Postoji još jedan posljednji znak (iz istog članka): ... važno je zapamtiti da ovo znanstveno istraživanje još uvijek nisu analizirali drugi akademici, ali će ga bez sumnje u budućnosti temeljito proučiti.

Dakle, nije sigurno (još), ali ako je provjereno, vrlo je vjerojatno da postoji stvarnost u kojoj se vi i suprug i djeca odijevate, željni odlaska vidjeti doktora Donalda Trumpa i njegovu suprugu / njegovateljicu Nancy Pelosi pokazati vam čuda svemira iz svog invalidskih kolica u planetarijumu na južnoj strani Chicaga.

p.s. Nisam znanstvenik ni na koji način, tako da su sve gore navedene pogreške (bez obzira koliko nepristojne i neprimjerene) bile same. Trake i strijele odvratnih komentara dočekuju se raširenih ruku i zgrčenih zuba.