Czy wszechświat obserwuje sam siebie? Czarne dziury będą oczami kosmicznej prawdy

Nowe badania wskazują, że czarne dziury mogą być masywnymi kosmicznymi obserwatorami, którzy zamieniają możliwość świata kwantowego w rzeczywistość formowania się wszechświata. Dobrze ugruntowana propozycja, która nikogo nie pozostawiła obojętnym, bo wszechświat potrafi siebie obserwować?

Fizycy znów wpakowali się w wielki bałagan: poprzez wyimaginowany eksperyment doszli do wniosku, że czarna dziura jest jak wielki obserwator wszechświata, zdolny do tworzenia rzeczywistości w taki sam sposób, w jaki Schrödinger decyduje, czy jego słynny kot żyje, czy nie. .

To właśnie takie podejście przywołuje myśli amerykańskiego fizyka Johna Archibalda Wheelera Został sformułowany w latach 70. XX wieku i jest bezpośrednim wynikiem zamieszania, jakie fizyka kwantowa stworzyła w ludzkiej wiedzy, ze względu na właściwości cząstek elementarnych, z których składa się wszechświat.

Od ponad wieku fizyka kwantowa jest uwikłana w kontrowersje filozoficzne i nie ma zgody co do roli obserwatora (na przykład urządzenia pomiarowego) w tworzeniu rzeczywistości, procesie znanym w fizyce jako załamanie funkcji falowej.

Kot z pęknięciami

We wszechświecie kwantowym załamanie rozproszonych energii następuje, gdy interweniuje obserwator: mierząc to, co się dzieje, fale stają się cząstkami i kształtują rzeczywistość postrzeganą przez nasze zmysły.

Austriacki fizyk i filozof Erwin Schrödinger Wyraźny przykład takiej interpretacji: ustal, czy kot jest żywy, czy martwy, otwierając pudełko, w którym był zamknięty, z możliwością zatrucia.

Innym przykładem jest eksperyment tzw Podwójne rozcięcieWymyślony przez fizyka w 1801 roku Tomasz Młody Aby udowodnić dualność falowo-cząsteczkową.

Dualizm falowo-cząsteczkowy to koncepcja mechaniki kwantowej, zgodnie z którą nie ma fundamentalnych różnic między cząstkami elementarnymi a falami, ponieważ cząstki mogą zachowywać się jak fale, a fale jak cząstki.

dekoherencja

W eksperymencie z podwójną szczeliną cząstka napotyka ścianę, przez którą nie może przejść, ale wykorzystuje fakt, że ma dwie szczeliny, a następnie przesuwa się przez obie, zmieniając swoją fizyczną naturę na jedną falę. Wtedy odzyskuje swój pierwotny charakter i zachowuje się jak cząstka zostawiająca ślad (wzór interferencyjny).

Ale w tym eksperymencie jest szczególna cecha, która daje obserwatorowi kluczową rolę: cząstka zachowuje się inaczej, gdy napotyka podwójną szczelinę, w zależności od tego, czy jest obserwowana, czy nie. Kiedy fale przechodzą przez szczeliny, „dostrzegają”, że istnieje detektor i reagują, by stać się cząstkami.

Fizycy twierdzą, że informacje uzyskane przez detektor powodują dekoherencja który przekształca kwantowe prawdopodobieństwa w konkretną rzeczywistość: właściwości czujnika wpływają na falową i cząsteczkową naturę fotonu, Kontrola dochodzeniowa Opublikowane w 2021 r.

Czy wszechświat obserwuje sam siebie?

Chociaż nie jesteśmy jeszcze w stanie zrozumieć prawdziwej natury rzeczywistości, nowe wyimaginowane ćwiczenie (takie jak kot Schrödingera) dodaje dalszej niepewności: wywnioskowano, że jeśli eksperyment z podwójną szczeliną zostanie przeprowadzony w środowisku Czarna dziuraTo kosmiczne zjawisko jest w stanie zakłócić dualizm falowo-cząsteczkowy i wymusić stworzenie rzeczywistości, która wydobywa materię z zapomnienia. Zachowuje się jak Schrödinger lub jak przyrząd pomiarowy.

Kontrowersje polegają na tym, że ta propozycja, opracowana przez grupę fizyków z University of Chicago i Został zaktualizowany w zeszłym miesiącu Na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego jest to godne podziwu, ponieważ uderza w myśl, że gdyby nikt nie patrzył, świat by nie istniał. Byłoby tak, jakby wszechświat miał zdolność obserwowania samego siebie.

Takie podejście, niezależnie od tego, czy jest to człowiek jak Schrödinger, czy pudełko pomiarowe, oznacza, że ​​czarna dziura ma taką samą „świadomą” zdolność obserwowania rzeczywistości, aby zmienić jej naturę i usunąć ją z niejednoznaczności reprezentowanej przez dualizm falowo-cząsteczkowy, proces znany również jako dekoherencja.

Kwestia grawitacji kwantowej?

Autorzy tej kontrowersyjnej propozycji, którą wszyscy dobrze uważają, idą dalej i sugerują, że ta zdolność kreowania rzeczywistości nie ogranicza się do czarnych dziur na poziomie kosmicznym, ale może przejawiać się także w dowolnym ciele niebieskim zbliżającym się do prędkości światła, hipotetycznie także zdolne do generowania dekoherencji kwantowej.

Naukowcy ci wierzą również, że ich eksperyment myślowy może pomóc w przyszłości w opracowaniu spójnej teorii Grawitacja kwantowa (temat wciąż w toku), co może pokazać, że czarne dziury naprawdę działają jako obserwatorzy.

Ta możliwość wywołała kontrowersje i wyobraźnię, a nikt obecnie nie odważył się przypisać określonej świadomości czarnym dziurom lub samemu wszechświatowi.

Wszystkie spekulacje dotyczą raczej stanów kwantowych i tego, co grawitacja kwantowa reprezentuje w tym kontekście, ten tajemniczy przedmiot pożądania w nowej fizyce, który podejrzewa się ukryty wewnątrz czarnych dziur.

Bibliografia

Dekoherowane zabite horyzonty superpozycji kwantowych. Dane L. Danielson, Gautam Satishchandran, Robert M. Wald. arXiv: 2301.00026v1. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2301.00026

Dekoherowanie superpozycji kwantowych czarnych dziur. Dane L. Danielson, Gautam Satishchandran, Robert M. Wald. arXiv: 2205.06279v2. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.06279

Naukowcy twierdzą, że czarne dziury ostatecznie zniszczą wszystkie stany kwantowe. Thomasa Lawtona. Magazyn Quanta, 7 marca 2023 r.

Eksperyment myślowy ujawnił, że czarne dziury niszczą pobliskie superpozycje kwantowe. Jacqueline Kwan. Fizyk, 02 marca 2023.