I 1940 snakket to kjente teoretiske fysikere om elektronet og dets egenskaper, så de hadde ideen om at alle elektronene er en og samme elektron.
Fysikerne John Wheeler og Richard Feynman hadde et ganske ukonvensjonelt syn på virkeligheten. For eksempel teoretiserte de at det bare er ett elektron i hele universet, som vekselvis er plassert på alle punkter i rommet - fra Big Bang til slutten av alt (det være seg Big Rip, Big Compression, hetedød eller noe annet). Med andre ord, vi snakker om det faktum at 10 ^ 80 elektron som vi har å gjøre med i hvert øyeblikk av tiden er det samme elektronet. Én elektron gjennomsyrer hvert atom og molekyl, uavhengig av rom og tid.
Teorien om et enelektronunivers, foreslått av John Wheeler under en telefonsamtale med Richard Feynman, antar at alle elektroner og positroner faktisk er manifestasjoner av et enkelt objekt som beveger seg frem og tilbake i tid.
Wheeler ble presset til konklusjonen at en positron er et elektron som beveger seg bakover i tid ved kvanteforvikling. Feynman uttrykte senere den samme hypotesen i sin artikkel fra 1949, The Theory of Positrons, på Harvard.
Richard Feynman.
Ideen er basert på verdenslinjer sporet av hvert elektron gjennom romtid. Wheeler foreslo at i stedet for utallige slike linjer, kunne de alle være en del av en enkelt linje tegnet av ett elektron, som en stor sammenfiltret knute. Hvert øyeblikk av tid er en del av rom-tid og krysser verdenslinjen koblet i en node mange ganger. I kryssingspunktene vil halvparten av linjene bli rettet fremover i tid og halvparten bli rettet bakover. Wheeler antydet at disse omvendte seksjonene representerer elektronets antipartikkel, positronen.
Angrep av klonene
Salgsfremmende video:
Kvantum eksisterer utenfor rom-tid og inntar ikke tredimensjonale posisjoner. Du kan til og med si (men med stor omhu) at rom og tid i seg selv er skapt av interaksjoner mellom kvanta, nemlig ved hjelp av kvanteforviklinger, som er bekreftet eksperimentelt. I et "forvirret" univers kan tid dessuten bare være en illusjon. Og dette bringer oss til et annet viktig spørsmål: hva betyr sammenfiltring av alle partikler? Hva betyr eksistens utenfor rom og tid for et elektron?
Se for deg at en partikkel beveger seg utrolig raskt i tid i løpet av de aller tidlige stadiene av universet. Den reiser så langt inn i fremtiden at den "krasjer" inn i "veggen" (la det være slutten på utvidelsen av Universet, der partikkelen ikke lenger kan "bevege seg" i entropi) og spretter tilbake i tid, der den "krasjer" inn i Big Bang, hvorfra hun tok av innledningsvis. Gjenta denne prosessen om og om igjen med veldig høy hastighet vil skape kloner av samme partikkel - i vårt tilfelle et elektron - og det vil se ut som det er billioner av partikler og de er overalt.
John Archibald Wheeler.
Hvis dette er for vanskelig, la oss prøve et nytt tankeeksperiment.
Hvis du på mandag gikk tilbake i tid på søndag og returnerte hjem, og deretter gjentok denne prosessen hele uken (frem til fredag), ville du endt opp med fem eksemplarer av deg selv på samme søndag! Tenk deg nå at elektronet gjør disse billionene ganger, og "søndag" er den moderne tid i universet.
Det handlet om dette konseptet "positron" (antipartikkel av et elektron) som Richard Feynman snakket om. Litt senere anvendte den teoretiske fysikeren Yoichiro Nambu den på hele generasjonen og utslettelsen av partikkel-antipartikkelpar i sin artikkel publisert i 1950, og uttalte at”den mulige opprettelse og utslettelse av par som kan oppstå til enhver tid ikke er skapelse og ikke utslettelse, men bare en endring i retning av å flytte partikler fra fortiden til fremtiden eller fra fremtiden til fortiden."
Dette kan også være årsaken til at det er umulig å finne ut av både momentet til elektronet og dets posisjon (i henhold til Heisenberg usikkerhetsprinsipp). For å forstå hvorfor Wheeler tenkte på elektroner på denne måten, må vi ta hensyn til deres egenskaper.
Enelektronunivers
Kvanta er ikke som "gjenstandene" som er kjent for alle. Kvanteverdenen er generelt merkelig, Richard Feynman sa selv om den: "Jeg tror jeg trygt kan si at ingen forstår kvantemekanikk."
Elektroner har en bølge-partikkel dualitet. Dette betyr at de kan oppføre seg både som partikler og bølger, avhengig av samspillet. For å konseptualisere kvanta mer nøyaktig, bør bølgetilstanden tenkes som et område med sannsynlighet, som vi skriver i form av et interferensmønster, og tilstanden til en partikkel er selve sannsynligheten som kollapset til et interaksjonspunkt.
Interferensmønster i eksperimentet med to spalter.
I følge General Relativity (GTR) er rom og tid en, men når det gjelder GTR med kvantemekanikk, har teoretikere og kosmologer problemer. Men de vet at universets opprinnelse i den moderne kosmologiske modellen er singulariteten - en tidløs romtilstand, og det er fremdeles ingen fullstendig forståelse av dette faktum.
Det kan ikke sies med sikkerhet at det var en singularitet før Big Bang - som ville skape en motsetning ved å plassere det tidløse i "tid." Dessuten har det tidløse ikke et midlertidig forhold, det kan ikke eksistere før eller etter noe. Den generelle relativitetsteorien sier at tid og rom er ett stoff, noe som betyr at rom ikke kan ha sin egen separate tid, og tid ikke kan ha sitt eget separate rom.
Quantums har noen likhetstrekk med "singulariteten" i Big Bang: begge representerer tidløs, romløs energi. Siden de både er tidløse og ekstradimensjonale, er de uatskillelige, fordi selve separasjonsbegrepet eksisterer i rom-tid kontinuum.
Kvante relativitet
Hvis kvanta og singularitet er uadskillelige, er de ett og det samme. Dette bringer oss til et annet viktig punkt. Singulariteten forsvant ikke i en eksplosjon for milliarder av år siden. Quanta er en singularitet som interagerer med seg selv. Så viser det seg bokstavelig talt at alt er ett. Dette er kvante relativitet.
Du kan spørre, hva med tyngdekraften? Generell relativitet sier at tyngdekraften er en geometrisk egenskap av rom og tid, og eksperimentelle bevis tyder på at rom og tid er biprodukter av kvanteforvikling. Forskere har nylig oppdaget at noen geometriske modeller kan brukes til å forenkle beregningene av kvanteinteraksjoner og kvanteforviklinger i stor grad. Du trenger ikke å gå langt for å anta at geometrien som skaper tyngdekraft faktisk er en egenskap til kvante regioner med sannsynlighet.
Kvanteforviklinger etter kunstnerens syn.
Kvanteforviklinger omgår hastighetsgrensene som informasjon kan overføres til. Interaksjonene mellom sammenfiltrede partikler oppstår øyeblikkelig, uavhengig av hvor langt de er fra hverandre. Topologisk sett gjør dette faktum mulig å anta at det ikke er noe mellomrom mellom dem. Er tiden ekte eller er det bare en illusjon av oppfatning skapt av observatøren? Er verdensrommet like illusorisk som tiden?
Det eneste alternativet elektronet samtidig kan være "her" og "der" er hvis separasjonen av fortid, nåtid og fremtid er illusorisk. Hvis det er noe primært stoff som alt skjer på samme tid, kan ett elektron likne trådene i strikkede ting ved hjelp av stoffet vevd på. Imidlertid har denne hypotesen sine egne alvorlige problemer og spørsmål.
Kritikk og kontrovers
Mangler antimaterie. I Wheelers univers skal vi ha et like stort antall positroner og elektroner, men i virkeligheten er dette ikke tilfelle. Det er uendelig flere elektroner enn positroner. I følge Feynman diskuterte han dette problemet med Wheeler, og sistnevnte antydet at de manglende positronene kunne være skjult i protoner (ved hjelp av positron capture).
Dessuten er det slikt som andre egenskaper ved elektroner. Disse partiklene blir utsatt for forfall. Når det gjelder ett elektron ville antallet reinkarnerte universer vokse mer og mer og bli mindre stabilt.
Utfall
Teorien om et enelektronunivers høres spennende og interessant ut, men det er umulig å bevise det. Til teoriproblemene beskrevet ovenfor kan man legge til spørsmålet om hvorfor antall elektroner i universet er begrenset, og ikke omvendt? Disse enkle, men grafiske eksemplene, tviler på hele hypotesen.
Men hvis teorien er riktig, hva annet kan det bety for oss? Kanskje er enhver annen partikkel - fra protoner til nøytroner og til og med eksotiske partikler som nøytrinoer - bare en partikkel som reiser frem og tilbake i tid. Dette vil igjen bety at vi ikke bare består av de samme partiklene, men faktisk består hver av oss av et proton, ett nøytron og ett elektron.
Feynman selv, som han innrømmet, tok aldri Wheelers idé på alvor, men det var hun som ga ham ideen om at et elektron og en positron er koblet sammen. Basert på det faktum at disse partiklene bare avviker i ladning, beviste forskeren at hvis du skyter et elektron tilbake langs tidsaksen, vil det være helt identisk med en positron. Dette er selvfølgelig ikke sant, men bare en fysisk tolkning av fenomenet. 25 år etter spekulasjon om ettelektronuniverset, ble Feynman i 1965 tildelt Nobelprisen i fysikk.
Den kanskje viktigste leksjonen fra teorien om ettelektronuniverset er at uansett hvor bisarr og umulig en ide kan virke, vet du aldri hva den kan føre til før du forsker på den.
Vladimir Guillen
