През 1940 г. двама известни теоретични физици говорят за електрона и неговите свойства, така че имат идеята, че всички електрони са един и същ електрон.
Физиците Джон Уилър и Ричард Фейнман имаха доста нетрадиционен възглед за реалността. Например те теоретизираха, че има само един електрон в цялата Вселена, разположен последователно във всички точки на пространството - от Големия взрив до края на всичко (било то Големия разрив, Голямото компресиране, топлинната смърт или нещо друго). С други думи, говорим за факта, че 10 ^ 80 електрона, с които имаме работа във всеки момент от време, са един и същ електрон. Един електрон, проникващ във всеки атом и молекула, независимо от пространството и времето.
Теорията за едноелектронната вселена, предложена от Джон Уилър по време на телефонен разговор с Ричард Фейнман, предполага, че всички електрони и позитрони всъщност са прояви на един единствен обект, който се движи напред-назад във времето.
Уилър беше изтласкан до извода, че позитронът е електрон, който се движи назад във времето чрез квантово заплитане. По-късно Фейнман изрази същата хипотеза в статията си от 1949 г. „Теория на позитроните“в Харвард.
Ричард Файнман.
Идеята се основава на световни линии, проследени от всеки електрон през космическото време. Уилър предположи, че вместо безброй такива линии, всички те могат да бъдат част от една линия, начертана от един електрон, като огромен заплетен възел. Всеки момент от време е част от пространство-време и се пресича със световната линия, свързана в един възел много пъти. В точките на пресичане половината от линиите ще бъдат насочени напред, а половината - насочени назад. Уилър предположи, че тези обратни секции представляват античастицата на електрона - позитронът.
Атака на клонингите
Промоционално видео:
Квантите съществуват извън пространството-времето и не заемат триизмерни позиции. Можете дори да кажете (но с голямо внимание), че самите пространство и време са създадени от взаимодействието на кванти, а именно чрез квантово заплитане, което е потвърдено експериментално. Освен това, във „объркана” вселена времето може да бъде просто илюзия. И това ни отвежда до друг важен въпрос: какво означава заплитане на всички частици? Какво означава съществуването извън пространството и времето за един електрон?
Представете си частица, която се движи невероятно бързо във времето през много ранните етапи на Вселената. Той пътува толкова далеч в бъдещето, че "се разбива" в "стената" (нека това е краят на разширяването на Вселената, където частицата вече не може да се "движи" в ентропия) и отскача назад във времето, където "се разбива" в Големия взрив, откъдето тя излетя първоначално. Повтарянето на този процес отново и отново с много висока скорост ще създаде клонове от една и съща частица - в нашия случай електрон - и ще изглежда, че има трилиони частици и те са навсякъде.
Джон Арчибалд Уилър.
Ако това е твърде трудно, нека опитаме друг мислен експеримент.
Ако в понеделник се върнете назад във времето в неделя и се върнахте вкъщи, а след това повтаряте този процес през цялата седмица (до петък), щяхте да имате пет копия от себе си в същата неделя! А сега си представете, че електронът прави това трилиони пъти, а "неделя" е модерната ера във Вселената.
Ричард Фейнман говори за тази концепция за „позитрон“(античастица на един електрон). Малко по-късно теоретичният физик Йоичиро Намбу го приложи към цялото поколение и унищожаване на двойки античастици в своята статия, публикувана през 1950 г., като заяви, че „възможното създаване и унищожаване на двойки, което може да се случи във всеки даден момент, не е създаване и не унищожаване, а само промяна в посоката на движение на частици от миналото към бъдещето или от бъдещето към миналото."
Това може да е и причината, поради която е невъзможно да се открие едновременно импулса на електрона и неговото положение (според принципа на несигурността на Хайзенберг). За да разберем защо Уилер мисли за електроните по този начин, трябва да разгледаме техните свойства.
Едноелектронна вселена
Квантите не са като познатите на всички „обекти“. Квантовият свят като цяло е странен, самият Ричард Фейнман каза за него: „Мисля, че спокойно мога да кажа, че никой не разбира квантовата механика“.
Електроните имат двойственост на вълновите частици. Това означава, че те могат да се държат както като частици, така и като вълни, в зависимост от взаимодействието. За да концептуализираме квантата по-точно, състоянието на вълната трябва да се разглежда като област на вероятността, която пишем под формата на интерферентен модел, а състоянието на частица е самата вероятност, която се е сринала в една точка на взаимодействие.
Интерферентен модел в експеримента с две прорези.
Според Общата относителност (GTR) пространството и времето са едно, но когато става въпрос за GTR с квантова механика, теоретиците и космолозите имат проблеми. Но те знаят, че произходът на Вселената в съвременния космологичен модел е сингулярността - безвремие на пространството и все още няма пълно разбиране на този факт.
Не може да се каже със сигурност, че преди Големия взрив е съществувала особеност - това би създало противоречие, поставяйки безвремието във „време“. Освен това безвремието няма временна връзка, не може да съществува преди или след нещо. Общата теория на относителността казва, че времето и пространството са една тъкан, което означава, че пространството не може да има свое отделно време и времето не може да има свое отделно пространство.
Квантите имат някои прилики с „сингулярността“на Големия взрив: и двете представляват безвреминна, безпространствена енергия. Тъй като са едновременно безсрочни и екстрамерни, те са неразделни, тъй като самата концепция за отделяне съществува в пространствено-времевия континуум.
Квантова относителност
Ако квантата и сингулярността са неразделни, тогава те са едно и също. Това ни отвежда до друг важен момент. Сингулярността не изчезна при експлозия преди милиарди години. Квантата е сингулярност, взаимодействаща със себе си. Тогава буквално се оказва, че всичко е едно. Това е квантовата относителност.
Може да попитате, ами гравитацията? Общата относителност гласи, че гравитацията е геометрично свойство на пространството и времето, а експерименталните доказателства предполагат, че пространството и времето са странични продукти на квантовото сплитане. Наскоро учените откриха, че някои геометрични модели могат да се използват за значително опростяване на изчисленията на квантовите взаимодействия и квантовото сплитане. Не е нужно да стигате далеч, за да приемете, че геометрията, която създава гравитация, всъщност е свойство на квантовите области на вероятността.
Квантово заплитане в представата на художника.
Квантовото заплитане заобикаля ограниченията на скоростта, при които може да се предава информация. Взаимодействията между заплетени частици се случват мигновено, независимо колко далеч са една от друга. Топологично казано, този факт дава възможност да се предположи, че между тях няма място. Реално ли е времето или това е просто илюзия за възприятие, създадена от наблюдателя? Космосът е толкова илюзорен като времето?
Единственият вариант, при който електронът би могъл едновременно да бъде „тук” и „там”, е ако разделянето на миналото, настоящето и бъдещето е илюзорно. Ако има някаква първична тъкан, върху която всичко се случва едновременно, тогава един електрон може да наподобява нишките в плетени неща, с помощта на които тъканта е тъкана. Разбира се, тази хипотеза има свои собствени сериозни проблеми и въпроси.
Критика и полемика
Липсва антиматерия. Във Вселената на Уилър трябва да имаме равен брой позитрони и електрони, но в действителност това не е така. Има неизмеримо повече електрони от позитроните. Според Фейнман той обсъжда този въпрос с Уилър и последният предполага, че липсващите позитрони могат да бъдат скрити в протони (използвайки улавяне на позитрон).
Освен това има такова нещо като други свойства на електроните. Тези частици са обект на разпад. В случай на един електрон броят на превъплъщените вселени ще расте все повече и повече и ще стане по-малко стабилен.
изход
Теорията за едноелектронна вселена звучи интригуващо и интересно, но е невъзможно да се докаже. Към проблемите на теорията, описани по-горе, може да се добави въпросът защо броят на електроните във Вселената е краен, а не обратното? Тези прости, но графични примери поставят под съмнение цялата хипотеза.
Ако обаче теорията е вярна, какво друго може да означава за нас? Може би всяка друга частица - от протони до неутрони и дори екзотични частици като неутрино - също е само една частица, пътуваща напред-назад във времето. Това от своя страна би означавало, че ние не само се състои от едни и същи частици, но всъщност всеки от нас се състои от един протон, един неутрон и един електрон.
Самият Фейнман, както той призна, никога не приемаше сериозно идеята на Уилър, но именно тя му даде идеята, че един електрон и позитрон са свързани. Въз основа на факта, че тези частици се различават само по заряд, ученият доказа, че ако пуснете електрон назад по време на оста, той ще бъде напълно идентичен с позитрон. Разбира се, това не е вярно, а просто физическа интерпретация на явлението. 25 години след спекулацията за едноелектронната вселена, през 1965 г. Фейнман е удостоен с Нобеловата награда по физика.
Може би най-важният урок от теорията за едноелектронната вселена е, че колкото и странна и невъзможна да изглежда една идея, никога не знаете до какво може да доведе, докато не я изследвате.
Владимир Гилен