1940 m. Du garsūs teoriniai fizikai kalbėjo apie elektroną ir jo savybes, todėl jiems kilo mintis, kad visi elektronai yra vienas ir tas pats elektronas.
Fizikai Johnas Wheeleris ir Richardas Feynmanas turėjo gana netradicinį požiūrį į tikrovę. Pavyzdžiui, jie teoretikavo, kad visoje visatoje yra tik vienas elektronas, esantis pakaitomis visuose kosmoso taškuose - nuo Didžiojo sprogimo iki visko pabaigos (ar tai būtų Didysis plyšys, didelis suspaudimas, šilumos mirtis ar kažkas kita). Kitaip tariant, mes kalbame apie tai, kad 10 ^ 80 elektronų, su kuriais mes susiduriame kiekvienu laiko momentu, yra tas pats elektronas. Vienas elektronas, prasiskverbiantis į kiekvieną atomą ir molekulę, nepriklausomai nuo vietos ir laiko.
- „Salik.biz“
Vieno elektrono visatos teorija, pasiūlyta Johno Wheelerio pokalbio telefonu metu su Richardu Feynmanu, daro prielaidą, kad visi elektronai ir pozitronai iš tikrųjų yra vieno objekto, judančio pirmyn ir atgal, apraiška laike.
Wheeleris buvo nustumtas į išvadą, kad pozitronas yra elektronas, judantis atgal laiku kvantiniu įsitvirtinimu. Vėliau Feynmanas tą pačią hipotezę pateikė savo 1949 m. Straipsnyje „Pozitronų teorija“Harvarde.
Richardas Feynmanas.
Idėja remiasi pasaulinėmis linijomis, kurias kiekvienas elektronas atseka per erdvėlaikį. Wheeleris pasiūlė, kad vietoj nesuskaičiuojamų daugybės tokių linijų visos jos galėtų būti vienos linijos, nupieštos vienu elektronu, dalis, kaip didžiulis susivėlęs mazgas. Kiekvienas laiko momentas yra erdvės-laiko dalis ir daugybę kartų susikerta su mazgu sujungta pasaulio linija. Susikirtimo vietose pusė linijų bus nukreiptos į priekį laiku, o pusė - atgal. Wheeleris pasiūlė, kad šios atvirkštinės sekcijos atspindėtų elektrono antidalelę - pozitroną.
Klonų puolimas
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kvantai egzistuoja ne erdvės laike ir neužima trimatės padėties. Jūs netgi galite pasakyti (bet labai atsargiai), kad erdvė ir laikas patys yra sukurti kvanto sąveikos būdu, būtent, kvantinio susipainiojimo būdu, kuris buvo patvirtintas eksperimentu. Be to, „supainiotoje“visatoje laikas gali būti tik iliuzija. Ir tai mus priveda prie kito svarbaus klausimo: ką reiškia visų dalelių įsipainiojimas? Ką elektronui reiškia egzistavimas už erdvės ir laiko ribų?
Įsivaizduokite dalelę, judančią neįtikėtinai greitai per patį ankstyvąjį visatos etapą. Jis keliauja taip toli į ateitį, kad „atsiduria“„sienoje“(tegul tai yra Visatos išsiplėtimo pabaiga, kur dalelė nebegali „judėti“entropijoje) ir atsimuša atgal į laiką, kur „sudužta“į Didįjį sprogimą, iš kur ji pakilo iš pradžių. Pakartojant šį procesą labai dideliu greičiu, bus sukurti tos pačios dalelės klonai - mūsų atveju elektronas - ir atrodys, kad yra trilijonai dalelių ir jų yra visur.
Johnas Archibaldas Wheeleris.
Jei tai yra per sunku, pabandykime kitą minčių eksperimentą.
Jei pirmadienį jūs grįžtumėte laiku sekmadienį ir grįžtumėte namo, o paskui pakartotumėte šį procesą visą savaitę (iki penktadienio), tą patį sekmadienį turėtumėte penkias savęs kopijas! Dabar įsivaizduokite, kad elektronas tai daro trilijonus kartų, o „sekmadienis“yra šiuolaikinė Visata.
Ričardas Feynmanas kalbėjo apie šią „pozitrono“(elektrono dalelių) sąvoką. Šiek tiek vėliau 1950 m. Paskelbtame straipsnyje teorinis fizikas Yoichiro Nambu pritaikė tai visai kartai ir sunaikino dalelių bei dalelių poras, teigdamas, kad „galimas porų sukūrimas ir sunaikinimas, kuris gali atsirasti bet kuriuo metu, nėra kūrimas ir ne sunaikinimas, o tik dalelių judėjimo iš praeities į ateitį arba iš ateities į praeitį krypties pakeitimas “.
Tai taip pat gali būti priežastis, kodėl neįmanoma vienu metu išsiaiškinti tiek elektrono impulsą, tiek jo padėtį (pagal Heisenbergo neapibrėžtumo principą). Norėdami suprasti, kodėl Wheeleris tokiu būdu sugalvojo elektronus, turime atsižvelgti į jų savybes.
Vieno elektrono visata
Kvantai nėra tokie kaip visiems pažįstami „objektai“. Kvantinis pasaulis paprastai yra keistas, apie tai pasakė pats Richardas Feynmanas: „Manau, kad galiu drąsiai teigti, kad niekas nesupranta kvantinės mechanikos“.
Elektronai turi bangos ir dalelės dvilypumą. Tai reiškia, kad jie gali elgtis ir kaip dalelės, ir kaip bangos, priklausomai nuo sąveikos. Norint tiksliau apibrėžti kvantus, bangos būsena turėtų būti laikoma tikimybės sritimi, kurią mes užrašome kaip trukdžių modelį, o dalelės būsena yra ta pati tikimybė, kuri sugriuvo į vieną sąveikos tašką.
Trikdžių pavyzdys eksperimente su dviem plyšiais.
Pagal bendrąjį reliatyvumą (GTR), erdvė ir laikas yra viena, tačiau, kai kalbama apie GTR su kvantine mechanika, teoretikai ir kosmologai turi problemų. Bet jie žino, kad Visatos ištakos šiuolaikiniame kosmologiniame modelyje yra išskirtinumas - nesenstančioji erdvės būsena, ir vis dar nėra visiško šio fakto supratimo.
Negalima tvirtai pasakyti, kad prieš Didįjį sprogimą egzistavo išskirtinumas - tai sukeltų prieštaringumą, įdedant nesenstantį laiką. Be to, nesenstantis neturi laikinų santykių, negali egzistuoti nei prieš, nei po kažko. Bendroji reliatyvumo teorija sako, kad laikas ir erdvė yra vienas audinys, o tai reiškia, kad erdvė negali turėti savo atskiro laiko ir laikas negali turėti savo atskiros erdvės.
Kvantai turi tam tikrų panašumų su Didžiojo sprogimo „išskirtinumu“: abu vaizduoja nesenstančią, be erdvės energiją. Kadangi jie yra ir nesenstantys, ir papildomieji, jie neatsiejami, nes pati atskyrimo samprata egzistuoja erdvės-laiko kontinuume.
Kvantinis reliatyvumas
Jei kvantos ir išskirtinumas yra neatsiejami, tada jie yra vienas ir tas pats. Tai mus nuveda į dar vieną svarbų dalyką. Nepaprastumas neišnyko prieš milijardus metų vykusiame sprogime. Quanta yra išskirtinumas, sąveikaujantis su savimi. Tada pažodžiui paaiškėja, kad viskas yra viena. Tai yra kvantinis reliatyvumas.
Galite paklausti, o kaip gravitacija? Bendrasis reliatyvumas teigia, kad gravitacija yra geometrinė erdvės ir laiko savybė, o eksperimentiniai duomenys rodo, kad erdvė ir laikas yra kvantinio įsitvirtinimo šalutiniai produktai. Neseniai mokslininkai išsiaiškino, kad kai kurie geometriniai modeliai gali būti naudojami labai supaprastinti kvantinių sąveikų ir kvantų įsiskverbimo skaičiavimus. Nereikia eiti toli, norint manyti, kad gravitaciją sukurianti geometrija yra tikimybinių kvantinių sričių nuosavybė.
Kvantinis įsipainiojimas menininko požiūriu.
Kvantinis įsipainiojimas apeina greičio apribojimus, kuriais gali būti perduodama informacija. Susipainiojusių dalelių sąveika įvyksta akimirksniu, neatsižvelgiant į tai, kiek jos nutolusios viena nuo kitos. Topologiškai kalbant, šis faktas leidžia daryti prielaidą, kad tarp jų nėra tarpo. Ar laikas realus, ar tai tik stebėtojo sukurta suvokimo iliuzija? Ar erdvė tokia pat iliuzinė kaip laikas?
Vienintelis variantas, kuriame elektronas galėtų būti vienu metu „čia“ir „ten“, yra tai, jei praeities, dabarties ir ateities atskyrimas yra iliuzinis. Jei yra koks nors pirminis audinys, ant kurio viskas vyksta tuo pačiu metu, tada vienas elektronas gali panašus į megztų daiktų siūlus, kurių pagalba audinys yra austas. Tačiau, žinoma, ši hipotezė turi savo rimtų problemų ir klausimų.
Kritika ir ginčai
Trūksta antimedžiagos. Wheelerio visatoje turėtume vienodą skaičių pozitronų ir elektronų, tačiau iš tikrųjų taip nėra. Elektronų yra neišmatuojamai daugiau nei pozitronų. Pasak Feynmano, jis aptarė šią problemą su „Wheeler“ir pastarasis pasiūlė, kad trūkstamus pozitronus būtų galima paslėpti protonuose (naudojant pozitronų fiksavimą).
Be to, yra toks dalykas kaip kitos elektronų savybės. Šios dalelės suyra. Vieno elektrono atveju reinkarnuotų visatų skaičius augtų vis daugiau ir taptų ne toks stabilus.
Rezultatas
Vieno elektrono visatos teorija skamba intriguojančiai ir įdomiai, tačiau jos įrodyti neįmanoma. Prie aukščiau aprašytų teorijos problemų galima pridėti klausimą, kodėl elektronų skaičius Visatoje yra baigtinis, o ne atvirkščiai? Šie paprasti, bet grafiniai pavyzdžiai verčia abejoti visa hipoteze.
Tačiau jei teorija teisinga, ką ji dar galėtų reikšti mums? Galbūt bet kuri kita dalelė - nuo protonų iki neutronų ir net egzotinės dalelės, tokios kaip neutrinai - taip pat yra tik viena dalelė, keliaujanti pirmyn ir atgal laiku. Tai, savo ruožtu, reikštų, kad mes ne tik susidedame iš tų pačių dalelių, bet, tiesą sakant, kiekvienas iš mūsų susideda iš vieno protono, vieno neutrono ir vieno elektrono.
Pats Feynmanas, kaip prisipažino, niekada nevertino Wheelerio idėjos rimtai, tačiau būtent ji jam sukėlė mintį, kad elektronas ir pozitronas yra sujungti. Remdamasis tuo, kad šios dalelės skiriasi tik krūviu, mokslininkas įrodė, kad jei paleisite elektroną atgal išilgai laiko ašies, jis bus visiškai identiškas pozitronui. Žinoma, tai netiesa, o tik fizinis reiškinio aiškinimas. Praėjus 25 metams po to, kai buvo spėliojama apie vieno elektrono visatą, 1965 m. Feynmanui buvo paskirta Nobelio fizikos premija.
Turbūt pati svarbiausia vieno elektrono visatos teorijos pamoka yra ta, kad kad ir kokia keista ir neįmanoma idėja atrodytų, niekada negali žinoti, ko ji gali sukelti, kol jos neištyrinėsi.
Vladimiras Guillenas