În 1940, doi fizicieni teoretici celebri vorbeau despre electron și proprietățile acestuia, așa că au avut ideea că toți electronii sunt unul și același electron.
Fizicienii John Wheeler și Richard Feynman aveau o viziune destul de neconvențională asupra realității. De exemplu, ei au teoretizat că există un singur electron în întregul univers, situat alternativ în toate punctele spațiului - de la Big Bang până la sfârșitul tuturor (fie că este Big Rip, Compressie Mare, moarte prin căldură sau altceva). Cu alte cuvinte, vorbim despre faptul că 10 ^ 80 electroni cu care ne ocupăm în fiecare moment al timpului sunt același electron. Un electron care pătrunde în fiecare atom și moleculă, indiferent de spațiu și timp.
Teoria unui univers cu un electron, propusă de John Wheeler în timpul unei conversații telefonice cu Richard Feynman, presupune că toți electronii și pozitronii sunt, de fapt, manifestări ale unui singur obiect, care se mișcă înainte și înapoi în timp.
Wheeler a fost împins până la concluzia că un pozitron este un electron care se deplasează înapoi în timp prin înțelegerea cuantică. Mai târziu Feynman a exprimat aceeași ipoteză în articolul său din 1949, Theory of Positrons, la Harvard.
Richard Feynman.
Ideea se bazează pe liniile lumii trase de fiecare electron prin spațiu. Wheeler a sugerat că în loc de nenumărate astfel de linii, toate ar putea face parte dintr-o singură linie trasă de un electron, ca un nod imens încurcat. Fiecare moment al timpului este o parte a spațiului-timp și se intersectează cu linia mondială conectată de multe ori într-un nod. În punctele de intersecție, jumătate din linii vor fi direcționate înainte în timp, iar jumătate vor fi direcționate înapoi. Wheeler a sugerat că aceste secțiuni inversă reprezintă antiparticulul electronului, pozitronul.
Atacul clonelor
Video promotional:
Cuantele există în afara spațiului timpului și nu ocupă poziții tridimensionale. Puteți spune chiar (dar cu mare grijă) că spațiul și timpul în sine sunt create prin interacțiunile quantei, și anume, prin intermediul unei înțelegeri cuantice, confirmată experimental. Mai mult, într-un univers „confuz”, timpul poate fi doar o iluzie. Iar acest lucru ne aduce la o altă întrebare importantă: ce înseamnă înțelegerea tuturor particulelor? Ce înseamnă existența în afara spațiului și timpului pentru un electron?
Imaginează-ți o particulă care se mișcă incredibil de repede în timp în etapele foarte timpurii ale universului. Călătorește atât de departe în viitor încât „se prăbușește” în „peretele” (să fie sfârșitul expansiunii Universului, unde particula nu se mai poate „mișca” în entropie) și se dă înapoi în timp, unde „se prăbușește” în Big Bang, de unde ea a decolat inițial. Repetarea acestui proces de mai multe ori la o viteză foarte mare va crea clone ale aceleiași particule - în cazul nostru un electron - și va părea că există trilioane de particule și sunt peste tot.
John Archibald Wheeler.
Dacă acest lucru este prea dificil, să încercăm un alt experiment de gândire.
Dacă luni te-ai întoarce în timp în duminică și te-ai întoarce acasă, apoi ai repetat acest proces toată săptămâna (până vineri), ai avea cinci copii ale tale în aceeași duminică! Acum imaginați-vă că electronul face aceste miliarde de ori, iar „Duminica” este epoca modernă din univers.
Despre acest concept de „pozitron” (antiparticulă a unui electron), a vorbit despre Richard Feynman. Puțin mai târziu, fizicianul teoretic Yoichiro Nambu l-a aplicat întregii generații și anihilării perechilor de particule și antiparticule în articolul său publicat în 1950, afirmând că „posibila creație și anihilare a perechilor care pot apărea la un moment dat nu este crearea și nu anihilarea, ci doar o schimbare a direcției de mișcare a particulelor din trecut în viitor sau de la viitor la trecut."
Acesta poate fi și motivul pentru care este imposibil să aflăm simultan atât impulsul electronului cât și poziția acestuia (conform principiului incertitudinii Heisenberg). Pentru a înțelege de ce Wheeler s-a gândit la electroni în acest fel, trebuie să luăm în considerare proprietățile acestora.
Univers cu un electron
Quanta nu sunt ca „obiectele” cunoscute tuturor. Lumea cuantică este în general ciudată, însuși Richard Feynman a spus despre aceasta: „Cred că pot spune în siguranță că nimeni nu înțelege mecanica cuantică”.
Electronii au o dualitate undă-particule. Aceasta înseamnă că se pot comporta atât ca particule, cât și ca unde, în funcție de interacțiune. Pentru a conceptualiza quanta mai exact, starea de undă ar trebui să fie gândită ca o regiune de probabilitate, pe care o scriem sub forma unui model de interferență, iar starea unei particule este chiar probabilitatea care s-a prăbușit într-un punct de interacțiune.
Model de interferență în experiment cu două fante.
Potrivit General Relativity (GTR), spațiul și timpul sunt unul, dar când vine vorba de GTR cu mecanica cuantică, teoreticienii și cosmologii au probleme. Dar ei știu că originea Universului în modelul cosmologic modern este singularitatea - o stare de timp atemporală și încă nu există o înțelegere completă a acestui fapt.
Nu se poate spune cu certitudine că a existat o singularitate înainte de Big Bang - asta ar crea o contradicție plasând atemporalul în „timp”. Mai mult decât atât, atemporalul nu are o relație temporară, nu poate exista înainte sau după ceva. Teoria generală a relativității spune că timpul și spațiul sunt o singură țesătură, ceea ce înseamnă că spațiul nu poate avea propriul său timp separat, iar timpul nu poate avea propriul său spațiu separat.
Cuantele au unele asemănări cu „singularitatea” Big Bang-ului: ambele reprezintă o energie atemporală, fără spațiu. Deoarece sunt atemporali și extradimensionali, sunt inseparabili, deoarece conceptul de separare există în continuul spațiu-timp.
Relativitatea cuantică
Dacă canta și singularitatea sunt inseparabile, atunci ele sunt una și aceeași. Acest lucru ne aduce într-un alt punct important. Singularitatea nu a dispărut într-o explozie acum miliarde de ani. Quanta este o singularitate care interacționează cu ea însăși. Atunci literalmente se dovedește că totul este unul singur. Aceasta este relativitatea cuantică.
S-ar putea să vă întrebați, și gravitația? Relativitatea generală afirmă că gravitația este o proprietate geometrică a spațiului și a timpului, iar dovezile experimentale sugerează că spațiul și timpul sunt produse secundare ale îmbinării cuantice. Oamenii de știință au descoperit recent că unele modele geometrice pot fi utilizate pentru a simplifica foarte mult calculele interacțiunilor cuantice și a înțelegerii cuantice. Nu trebuie să mergeți departe pentru a presupune că geometria care creează gravitația este de fapt o proprietate a regiunilor cuantice de probabilitate.
Înțelegerea cuantică în viziunea artistului.
Încordarea cuantică ocolește limitele de viteză la care pot fi transmise informațiile. Interacțiunile dintre particulele încurcate se produc instantaneu, indiferent de cât de îndepărtate sunt unele de altele. Topologic vorbind, acest fapt permite să presupunem că nu există spațiu între ele. Este timpul real sau este doar o iluzie de percepție creată de observator? Spațiul este la fel de iluzoriu ca timpul?
Singura opțiune în care electronul ar putea fi simultan „aici” și „acolo” este dacă separarea de trecut, prezent și viitor este iluzorie. Dacă există o țesătură primară pe care totul se întâmplă în același timp, atunci un electron poate semăna cu firele în lucrurile tricotate cu ajutorul căruia este țesută țesătura. Cu toate acestea, desigur, această ipoteză are propriile sale probleme și întrebări.
Critica și controversă
Lipsesc antimateria. În universul lui Wheeler, ar trebui să avem un număr egal de pozitroni și electroni, dar în realitate nu este cazul. Există, în mod nesigur, mai mulți electroni decât pozitronii. Potrivit lui Feynman, el a discutat această problemă cu Wheeler, iar acesta din urmă a sugerat că pozitronii lipsă ar putea fi ascunși în protoni (folosind captura de pozitron).
În plus, există asemenea proprietăți ale electronilor. Aceste particule sunt supuse degradării. În cazul unui electron, numărul universurilor reîncarnate va crește din ce în ce mai mult și va deveni mai puțin stabil.
Rezultat
Teoria unui univers cu un electron sună interesant și interesant, dar este imposibil de dovedit. La problemele de teorie descrise mai sus, se poate adăuga întrebarea de ce numărul de electroni din Univers este finit, și nu invers? Aceste exemple simple, dar grafice, pun la îndoială întreaga ipoteză.
Cu toate acestea, dacă teoria este corectă, ce altceva ar putea însemna pentru noi? Poate că orice altă particulă - de la protoni până la neutroni și chiar particule exotice, cum ar fi neutrinii, este de asemenea o singură particulă care se deplasează înainte și înapoi în timp. Aceasta, la rândul său, ar însemna că nu numai că suntem alcătuiți din aceleași particule, ci, de fapt, fiecare dintre noi este format dintr-un proton, un neutron și un electron.
Însuși Feynman, după cum a recunoscut, nu a luat niciodată în serios ideea lui Wheeler, dar ea a fost cea care i-a dat ideea că un electron și un pozitron sunt conectate. Pe baza faptului că aceste particule diferă doar în sarcină, omul de știință a dovedit că dacă lansați un electron înapoi de-a lungul axei timpului, acesta va fi complet identic cu un pozitron. Desigur, acest lucru nu este adevărat, ci doar o interpretare fizică a fenomenului. La 25 de ani după ce a speculat despre universul cu un singur electron, în 1965, Feynman a fost distins cu Premiul Nobel pentru fizică.
Poate că cea mai importantă lecție din teoria universului cu un singur electron este că, oricât de bizară și imposibilă ar părea o idee, nu știi niciodată la ce ar putea duce până când nu o vei cerceta.
Vladimir Guillen
