Ekstremalne horyzonty w kosmosie mogą urzeczywistniać stany kwantowe: ScienceAlert

Minęło prawie sto lat, odkąd naukowcy odkryli wszechświat.

Poprzez złożoną mieszankę eksperymentu i teorii fizycy odkryli silnik zbudowany na matematyce prawdopodobieństwa daleko poza interfejsem rzeczywistości.

Określa się go niejasno jako Interpretacja kopenhaskaTeoria leżąca u podstaw mechaniki kwantowej mówi, że wszystko można opisać jako możliwość – dopóki nie będziemy musieli tego opisać jako fakt.

Ale co to oznacza?

Pomimo dziesięcioleci eksperymentów i filozofii, przepaść między niestabilnymi właściwościami układu kwantowego a pomiarami, które wszyscy widzimy na własne oczy, ledwo się zmniejszyła. Pomimo całej tej gadki o zapadających się kształtach fal, kotach w pudełkach i efektach obserwatora, nie jesteśmy bliżej zrozumienia natury rzeczywistości niż pierwsi fizycy pod koniec lat dwudziestych.

Jednak niektórzy badacze uważają, że wskazówki można znaleźć w przestrzeni między fizyką kwantową a inną wielką teorią zrodzoną na początku XX wieku^y Wiek – słynna ogólna teoria względności Einsteina.

ostatni rokniewielka grupa fizyków z University of Chicago spierała się o samą obecność czarnej dziury gdzieś w pobliżu, która pociąga za sznurki masy w rozmyciu stanów kwantowych i zmusza ją do wyboru jednego losu.

Teraz wracają z oczekiwaniem na kontynuację, oferując swoje poglądy na temat różnych typów potencjalnych klientów, w przedpremierowym druku przed Recenzja koleżeńska.

Wyobraź sobie mały kawałek materii wyłaniający się z ciemności wewnątrz zapieczętowanego pudełka. Niewidoczne, jest tam w rozmyciu Maybes. Nie ma jednej pozycji w cieniu, określonego obrotu ani określonego pędu. Co najważniejsze, każde emitowane przez nią światło również pada na nieskończone spektrum możliwości.

Cząstka ta rezonuje ze swoim potencjałem w fali, która teoretycznie rozchodzi się do nieskończoności. Możliwe jest porównanie tego spektrum możliwości ze sobą w taki sam sposób, w jaki fala na powierzchni stawu może rozszczepić się i ponownie połączyć, tworząc rozpoznawalny wzór interferencji.

Jednak każde uderzenie i pchnięcie w tej fali, gdy się rozprzestrzenia, przeplata się z inną, ograniczając zakres otwartych możliwości. Jego wzór interferencji zmienia się w zauważalny sposób, ograniczając jego wyniki do procesu, który fizycy opisują jako utratę spójności lub dekoherencja.

Jest to proces, który fizycy Dane Danielson, Gautam Satishchandran i Robert Wald rozważali w eksperymencie myślowym, który doprowadziłby do interesującego paradoksu.

Fizyk, który zajrzy do wnętrza pudełka, aby wykryć światło emitowane przez cząstkę, nieuchronnie zaangażuje swoje otoczenie w ukryte fale cząstek, powodując pewien stopień dekoherencji.

Ale co by było, gdyby ktoś inny patrzył przez ramię i łapał światło emitowane przez cząstkę oczami? Podobnie, zaplątując się w światło emitowane przez cząstkę, ograniczyliby te możliwości w fali cząstki, jeszcze bardziej ją zmieniając.

A jeśli drugi obserwator stoi na odległej planecie, oddalonej o lata świetlne, zaglądając do skrzyni przez teleskop? Tutaj robi się dziwnie.

Pomimo wielu lat, które zabrały falom elektromagnetycznym wydostanie się z pudełka, drugi obserwator wciąż splątał cząstkę. Zgodnie z teorią kwantową powinno to również spowodować zauważalną zmianę fali cząstki, coś, co pierwszy obserwator może zobaczyć na długo przed tym, zanim kolega z odległego świata zacznie budować swój teleskop.

Ale co, jeśli drugi obserwator zniknął głęboko w czarnej dziurze? Światło z pudełka może z łatwością prześlizgnąć się przez jego horyzont, wpadając w zakrzywioną otchłań czasoprzestrzeni, ale zgodnie z zasadami ogólnej teorii względności żadna informacja o jego splocie z drugim obserwatorem nie może już nigdy przedostać się z powrotem.

Albo to, co wiemy o fizyce kwantowej, jest błędne, albo mamy poważne problemy do rozwiązania z ogólną teorią względności.

Lub, według Danielson, Satishchandran i Wald, nasz drugi niepowiązany obserwator. Linia bez powrotu otaczająca czarną dziurę, znana jako horyzont zdarzeń, sama w sobie działa jako obserwator, ostatecznie powodując dekoherencję, cóż, prawie wszystkiego. Jak horda gigantycznych oczu we wszechświecie, obserwujących rozwój wszechświata.

jeszcze pełzać? Pogarsza się.

Czarne dziury nie są jedynym zjawiskiem, w którym czasoprzestrzeń rozciąga się w jednokierunkową ulicę. Każdy obiekt wystarczająco przyspieszony, który zbliża się do prędkości światła, w rzeczywistości w końcu doświadczy pewnego rodzaju horyzontu, z którego emitowane przez niego informacje nie mogą powrócić.

Według najnowszego badania przeprowadzonego przez trio, te „Horyzonty RindleraMoże również powodować podobny rodzaj dekoherencji w stanach kwantowych.

Nie oznacza to, że wszechświat jest w jakikolwiek sposób świadomy. Odwrotnie, wnioski mogą prowadzić do obiektywnych teorii o tym, jak stany kwantowe rozkładają się na pomiary bezwzględne i być może, gdzie fizyka grawitacyjna i kwantowa zbiegają się w jedną kompleksową teorię fizyki.

Wszechświat wciąż jest zepsuty, przynajmniej na razie.

Wszystko, co możemy powiedzieć, to obserwować tę przestrzeń.

Badanie to zostało opublikowane w arXiv.