مکانيک کوانتم، احتمال، چندجهاني‌ها
 |
تا قبل از اينکه فيزيکدان اتريشي، اروين شرودينگر، گربه بيچاره‌اش را در جعبه بگذارد، فيزيکدانان از فيزيک کوانتم تحت عنوان نظريه کوانتم به شرح و درک طبيعت موجي و ذره‌اي مي‌پرداختند. ولي يگ مقاله جديد نوشته پروفسور آندرياس آلبرشت و دانشجوي ارشدش دَن فيليپس از دانشگاه کاليفرنيا، حالتي را بررسي کرده‌اند که نوسانات کوانتمي مسئول احتمال تمام کُنش‌ها هستند. |
نظريه کوانتم شاخه‌اي از فيزيک نظري است که به درک و پيش‌بيني ويژگي‌ها و رفتارهاي اتم‌ها و ذرات مي‌پردازد. بدون آن ترانزيستورها و کامپيوترها و ديگر ابزارهاي مرتبط کار نمي‌کنند. يکي از کاربردهاي نظريه اين است که ويژگي‌هاي دقيق يک ذره را تازماني که مشاهده نشود و تابع موج بطور کامل از بين نرود، نمي‌توان آشکارسازي کرد.
آزمايش ذهني شرودينگر به اين صورت بود است که اگر گربه اي را در جعبه‌اي فرض کنيم، نمي‌دانيم گربه واقعا زنده است يا مرده! فقط زماني مي‌توانيم بفهميم که درِ جعبه را باز کنيم. و اين چيزي جز همزماني دو حالت نيست! زنده و مرده!
 |
بايد براي اندازه گيري احتمال هردو را يکسان در نظر بگيريم. و اين دستگاه اندازه گيري است که تعيين مي‌کند کدام حالت ممکن است درست باشد. و در واقع حالت بينابيني وجود دارد. آلبرشت کيهانشناس نظري است و در سال ۲۰۰۹ براي اولين بار به اين نتيجه رسيد که:«تشخيص دادم چگونه به نوسانات کوانتمي فکر کنيم. و چطور به اثرات احتمال فکر کنيم که در نظريه‌هايمان در در مورد عالم داريم.» |
يکي از نتايج نوسانات کوانتمي، هرنابودي تابع موج است که واقعيت‌هاي متفاوتي در خود نهفته دارد. واقعيت آنطور که ما تجربه مي‌کنيم، راهش را نزديک اين تقريباً بي‌نهايت گزينه‌ي احتمالي در عالم انتخاب مي‌کند. جهان‌هاي چندگانه مي‌توانند گستره وسيعي از عالم‌هاي چندگانه شبيه تعداد زيادي پاکت روي استخر باشند. نظريه پردازان اساساً دو راه را امتحان کردند تا به رهيافت کوانتمي بنام دنياي واقعي برسند. آلبرشت مي‌گويد:«مي‌توانيد آن را در کنار واقعيت تعداد زيادي عالم قبول کنيد، يا فرض کنيد، چيزي غلط بوده يا چيزي در نظريه جا افتاده است.
نظريه‌هاي ما در کيهانشناسي يا بهتر بگوييم، فيزيک کوانتمي در عالم کار مي‌کند.» مثلاً افت و خيزهاي کوانتمي در عالم اوليه توضيح مي‌دهد که چرا کهکشان‌ها به اين صورت تشکيل شدند. يک پيش‌بيني که مي‌تواند با مشاهده‌ي مستقيم تأييد شود. آلبرشت مي‌گويد:«مشکل ما با چندجهاني‌ها اين است که اگر تعداد زيادي پاکت متفاوت به عنوان عالم داشته باشيم، رسيدن به جواب‌هاي ساده برايمان بسيار دشوار ميشود. مثالهايي چون نوترينو، يک ذره زيراتمي خنثي. دون پيچ در مقاله قديمي خود نشان داده بود که قواعد کوانتمي احتمال نمي‌توانند پاسخگوي سؤالات کليدي ما در عالم‌هاي چندگانه باشد که مطمئن نيستيد در کدام پاکت هستيم.» يک پاسخ به اين مسئله با اضافه کردن يک عامل به نظريه ممکن ميشود: مجموعه‌اي از اعداد که به‌ما احتمال بودن‌مان در هر پاکت را مي‌گويند. اين اطلاعات مي‌تواند با نظريه کوانتم ترکيب شده و مي‌تواند رياضياتي را به شما بدهد (و محاسبه جرم يک نوترينو) که ما را در مسير قرار مي‌دهد. آلبرشت و فيليپس مي‌گويند به اين سرعت هم چنين نخواهد شد. وقتي احتمالات با عالم پاکتي ما سازگار ميشود که ممکن است شبيه چيزي بيش از يک موضوع معمولي باشد. در واقع بخش راديکالي از احتمالاتي است که هر روز از آن‌ها استفاده مي‌کنيم؛ زيرا برخلاف هر کاربردي در احتمال، مشخص شده که هيچ اساسي در نظريه کوانتم ندارد. آلبرشت مي‌گويد:«اگر همه احتمالات واقعا از نظريه کوانتم باشند، پس انجام شدني نيست. عالم‌هاي پاکتي، بسيار بيش از يک بخش از نظريه کنوني ست که فيزيکدانان متصور هستند. همين ما را مجبور مي‌کند که به انواع احتمال فکر کنيم؛ که اغلب گيچ شده‌ايم گاهي هم راهنما‌هايي را بين آن‌ها پيدا کرده‌ايم.»
مطالب مفيد: