بیگ بنگ: نه تنها خدا تاس بازی می‌کند، بلکه کازینوی بزرگ فیزیک کوانتومی می‌تواند اتاق‌های بسیار بیشتری نسبت به آنچه ما تصور می‌کردیم داشته باشد. در واقع تعداد بی‌‎نهایت چندجهانی!

به گزارش بیگ بنگ، فیزیکدانان دانشگاه کالیفرنیا، دیویس(UCD)، آزمایشگاه ملی لُس آلاموس در آمریکا و مؤسسه فناوری فدرال سوئیس لوزان نقشه‌ی «واقعیت بنیادی» را دوباره ترسیم کردند تا نشان دهند که نحوۀ ارتباطمان با اشیاء در فیزیک می‌تواند ما را از دیدن یک تصویر بزرگتر، باز دارد.

حدود یک قرن است که درک واقعیت به دلیل نظریه‌ها و مشاهداتی که زیر پرچم مکانیک کوانتومی است، پیچیده شود. از آن دوران که اجسام دارای معیارهای مطلقی مانند سرعت و موقعیت بودند، گذشته است. برای درک تار و پودی که کیهان از آن ساخته شده، به ریاضیاتی نیاز داریم که بازی‌های شانسی را کنار گذاشته و به معیارهای احتمالی تقسیم کند.

این به دور از دیدگاه شهودی از کیهان است. در آنچه که به عنوان “تفسیر کپنهاگی” از فیزیک کوانتومی شناخته می‌شود، به نظر می‌رسد که امواج احتمال، هم وجود دارد و هم وجود ندارد. حتی در حال حاضر، اصلاً مشخص نیست که در نهایت چه چیزی سرنوشت “گربه شرودینگر” را تعیین می‌کند.

این امر مانع از بررسی‌های فیزیکدانان نشده است. “هیو اورت” فیزیکدان آمریکایی در دهه 1950 پیشنهاد داد که همه‌ی اقدامات ممکن، “واقعیت” خود را شکل می‌دهند. علت جذابیت این مسئله این است که شما به طور اتفاقی آن واقعیت را مشاهده می‌کنید. مدل «جهان‌های بسیار» اورت یک نظریه‌ی قوی محسوب نمی‌شود.

با برداشتی از چندجهانی بی‌نهایت، یا آنچه فیزیکدانان از آن بعنوان مجموع همه‌ی انرژی‌ها و موقعیت‌ها به عنوان یک سیستم همیلتونی جهانی یاد کنند، می‌توان بی‌نهایت را در یک زیرسیستم همیلتونیِ ، مدیریت و فشرده کرد.

با این حال، به عنوان وسیله‌ای برای درک بی‌نهایت، آیا این «بزرگنمایی» می‌تواند مانعی برای درک واقعیت شود؟ به بیان دیگر، ممکن است به راحتی بپرسیم که آیا گربه شرودینگر در داخل جعبه‌ زنده است یا مرده، اما در نظر نگیریم که آیا میز زیر جعبه گرم است یا سرد یا اینکه جعبه شروع به بو گرفتن کرده است.

محققان برای درک آنچه در داخل جعبه در حال وقع است، الگوریتمی را توسعه دادند تا بررسی نمایند که آیا برخی از احتمالات کوانتومی موسوم به حالت‌های اشاره‌گر ممکن است کمی سرسختانه‌تر از سایرین تنظیم شوند و این امر باعث می‌شود برخی از خواص حیاتی کمتر در هم تنیده شود.

اگر چنین باشد، جعبه‌ی توصیفگر “گربه شرودینگر” تا حدی ناقص است، مگر اینکه ما فهرستی طولانی از عواملی را در نظر بگیریم که ممکن است در سراسر کیهان گسترده شوند. “ارسلان عادل” فیزیکدان UCD گفت: «شما می‌توانید بخشی از زمین و کهکشان آندرومدا را در یک زیرسیستم داشته باشید؛ این یک زیرسیستم کاملاً قانونی است.»

از لحاظ تئوری، هیچ محدودیتی برای تعریف زیرسیستم‌ها وجود ندارد، و فهرست‌های طولانی از حالت‌های دور و نزدیک را اضافه می‌کند که می‌توانند “واقعیت” را به روش‌های متفاوتی درک کرد. این تیم که با «جهان‌های بسیار»ِ اورت شروع به کار کرد، به تفسیری از «جهان‌های بسیار بیشتر» رسیده – مجموعه‌ای از احتمالات را در نظر گرفته و آن را با دامنه‌ای از واقعیت‌های بی‌نهایت ضرب می‌کند. واقعیت‌های که اغلب در نظر گرفته نمی‌شوند.

این برداشت جدید درباره‌ی نحوۀ رفتار کیهان نیست، بلکه بیشتر درباره‌ی تلاش ما برای مطالعه‌ی آن است، طوری که هربار بخشی از آن را مورد مطالعه و آزمون قرار دهیم. این الگوریتم ممکن است کاربردهایی در توسعه‌ی راه‌های بهتر کاوش سیستم‌های کوانتومی، مانند الگوریتم‌های داخل کامپیوتر داشته باشد. یا شاید در برخی از واقعیت‌های دیگر، دانشمندان از قبل به پاسخ رسیده‌اند. این تحقیق هنوز به صورت همتا بررسی نشده اما در وبسایت arXiv موجود است.

ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com