Položila jsem si otázku: Může existovat most, který spojuje dva paralelní vesmíry? V tomto článku bych ráda představila svůj teoretický myšlenkový experiment. Vycházím přitom z moderních vědeckých konceptů a ukazuji, že odpověď možná není tak bláznivá, jak se zdá.
1. První myšlenka: Most mezi vesmíry
Ve fyzice existuje hypotéza ER=EPR, která říká, že kvantová provázanost (entanglement) mezi dvěma černými děrami není jen neviditelné pouto, ale geometrický útvar – červí díra.
Můj experiment spočívá v tom, že bychom si představili dvě identické černé díry, každou v jednom z paralelních vesmírů. Díky jejich provázanosti by se vytvořil most, který by je spojoval.
Problém je, že takový most by se okamžitě zhroutil. K jeho stabilizaci by bylo potřeba něco, co nazýváme „exotická hmota“ (hmota se zápornou energií, jaká se objevuje třeba u Casimirova jevu). Její existence sice není vyloučená, ale je to spíše teorie. Můžeme ji zapsat jako Tµν < 0, kde Tµν je tenzor energie a hybnosti.
Dopad: Proto by tento most fungoval jen jako blikající brána, která se otevře jen na okamžik.
2. Druhá myšlenka: Superpozice
A co kdyby se to celé přesunulo na kvantovou úroveň? V kvantovém světě může objekt existovat v superpozici – to znamená, že je na více místech a má více vlastností zároveň.
Můj druhý nápad je představit si, že naše černé díry jsou v superpozici — jsou v různých stavech (s různou hmotností, rotací nebo na různých místech).
Stav celého systému, tedy obou černých děr a mostu, by se dal zapsat jako vlnová funkce Ψ.
|Ψ> = Σn cn |Mn, xn> ⊗ |Mn, xn>
kde každý člen představuje jednu možnost, jak může stav vypadat, s danou pravděpodobností.
Dopad: Pokud jsou černé díry v superpozici, most mezi nimi je také superponovaný. Není ani otevřený, ani zavřený, ale obojí zároveň. Průchod by byl proto spíše pravděpodobnostní.
3. Pozorovatel: Proč na tom záleží
Tady se dostáváme k jádru věci: K čemu je most, který je zároveň otevřený i zavřený?
Pokud by se na tento superponovaný most podíval klasický pozorovatel (člověk), svým pohledem by způsobil kolaps vlnové funkce a systém by si „vybral“ jeden stav – most by buď byl otevřený, nebo zavřený.
Ale co kdyby i pozorovatel byl v superpozici? To je ta nejdůležitější a zároveň nejvíce matoucí otázka. V běžné kvantové fyzice se totiž předpokládá, že pozorovatel je „klasický“ – tedy že existuje jen v jednom stavu. Ale co když to tak není?
Pokud by byl i pozorovatel v superpozici, znamenalo by to, že by se celá situace dramaticky změnila. Místo jednoho pozorovatele bychom měli dva (a více), kteří by existovali ve stejný moment. Jeden by viděl, že je most otevřený, a druhý by viděl, že je most zavřený. A oba by existovali ve stejnou chvíli.
Problém měření a superpozice pozorovatele v kvantové mechanice se dá popsat takto:
Stav obou černých děr popíšeme vlnovou funkcí Ψdír.
Stav pozorovatele popíšeme vlnovou funkcí Ψpoz.
Jakmile dojde k interakci, stav celého systému (pozorovatel + černé díry) se prováže.
|Ψ> = |Ψpoz> ⊗ |Ψdír>
Tato rovnice ukazuje, že stav pozorovatele a stav černých děr jsou provázané. V důsledku toho by se celý systém choval jako jeden celek.
|Ψ> = c1 |Pozvidí_most> ⊗ |Díry_s_mostem> + c2 |Pozvidí_nic> ⊗ |Díry_bez_mostu>
To je zjednodušený zápis, který ukazuje, že když se podívá na most, pozorovatel se ocitne v superpozici dvou stavů: jeden vidí most, druhý ne. Což je přesně ten paradox, o kterém jsme mluvily.
4. Analogie: Seriál Temná hmota
Tímto typem myšlenek si hrají i tvůrci sci-fi. V seriálu Temná hmota se protagonista probudí s amnézií. I když si to neuvědomuje, má v paralelních světech sice stejnou identitu, ale rozdílné minulosti, a příběh mu postupně odhaluje, že pro uchopení toho, co se mu stalo, musí svůj mozek naladit na vnímání stavu superpozice. Musí projít neznámem, aby se svou rodinou navzdory svým kvantovým blížencům mohl v klidu žít někde v ideální verzi svého světa v multivesmíru. I my se musíme vypořádat s myšlenkou, že nejsme sami v kvantovém světě takoví, jací si myslíme, že jsme.
Můj myšlenkový experiment má ukázat, že je důležité se ptát, i když na ty otázky zatím neexistují odpovědi. Že je jedno, jestli na takové myšlenky přijdete na univerzitě, nebo v poklidu domova.
Veronika Vorlíčková
Žádné komentáře:
Okomentovat