Mecanica cuantică afirmă că realitatea obiectivă nu există şi că tot ceea ce vedem noi sunt, de fapt, probabilităţi ce au o anumită configuraţie, toate celelalte realităţi posibile existând împreună în multiversul cuantic. O idee destul de năstruşnică, nu-i aşa?
Acest articol vă prezintă experimentul care ar putea să vă ajute să testaţi această idee.
Mai întâi, să analizăm două interpretări majore ale naturii realităţii cuantice. Cea mai veche şi cea mai populară este interpretarea Copenhaga, concepută de oamenii de ştiinţă Niels Bohr şi Werner Heisenberg în anii 1920. La bază, această interpretare spune că toate particulele subatomice din care este alcătuit Universul pot şi ar trebui să fie gândite ca şi funcţii de unde, ce sunt reprezentări probabile ale locaţiei şi frecvenţei particulei la un moment dat. Prin măsurare şi observare, aceste particule colapsează în numai o valoare posibilă. În acest mod vedem Universul care ne înconjoară.
O altă idee a fost prezentată pentru prima dată de Hugh Everett în 1957, şi poartă numele de interpretarea universurilor parale (Many-Worlds Interpretation, în original). El a pornit de la interpretarea Copenhaga, dar a eliminat o parte crucială a acesteia, şi anume colapsul funcţiei de undă. Fără acesta, toate valorile probabile ale particulei subatomice ar exista în superpoziţie, toate deodată. Teoretic, acest lucru înseamnă că există un număr foarte mare, probabil infinit, de universuri paralele.
Atunci, întrebările evidente care se nasc sunt următoarele: de ce nouă ni se pare că observăm doar un univers şi de ce universul arată pentru toată lumea ca şi cum colapsul funcţiei de unde se întâmplă în acelaşi timp? Everett şi urmaşii lui au explicat că răspunsul este un alt fenomen numit decoerență cuantică. Ideea principală este că pentru ca toate stările posibile ale unei particule să rămână în superpoziţie cuantică, adică să fie coerente, este esenţial ca sistemul lor să fie izolat.
Lovirea particulei de către un singur foton este suficientă pentru a întrerupe coerenţa, şi ceea ce vedem a fi colapsul funcţiei de undă este de fapt una dintre multele realităţi care descriu stările posibile ale particulei. Dacă le-am aduna pe toate împreună am obţine chiar posibilul număr infinit de universuri din interpretarea lui Everett.
Există anumite avantaje teoretice în favoarea acestei teorii. Interpretarea Copenhaga depinde de prezenţa observatorului - nu neapărat un observator conştient, doar cineva capabil de a iniţia colapsul funcţiei de unde - şi o mulţime dintre paradoxurile aparente ale mecanicii cuantice sunt eliminate dacă nu există un observator. Pentru început, acest lucru rezolvă legendara problemă a pisicii lui Erwin Schrödinger, scenariu în cadrul căruia o pisică este plasată într-o stare de superpoziţie cuantică în interiorul unei cutii astfel încât să fie şi moartă, şi vie în acelaşi timp. Interpretarea concepută de Everett nu întâmpină vreo problemă din cauza faptului că această pisică este simultan moartă şi vie, deoarece "separă" cele două rezultate posibile în universuri diferite.
În ciuda acestor potenţiale beneficii, interpretarea Everett a avut de înfruntat întotdeauna două provocări de netrecut. În primul rând, aceasta nu poate fi testată experimental. Aşadar nu se poate demonstra că este falsă sau adevărată, transformând-o deci mai degrabă într-o întrebare specifică filozofiei şi nu ştiinţei. În al doilea rând, această interpretare este profund iraţională. Se află în contradicţie cu orice formă de intuiţie pe care noi o avem despre lumea din jurul nostru, sfidând tot ceea ce credem că trebuie să fie adevărat despre această lume. Nu înseamnă că interpretarea este greşită, doar că din cauza acestei provocări, ea nu este populară printre opiniile publicului larg şi chiar a oamenilor de ştiinţă.
De fapt, există o cale prin care se poate demonstra existenţa multiversului cuantic, chit că raţionalitatea din spatele unei asemenea întreprinderi e cel puţin îndoielnică, ca să folosim un eufemism. Pentru acum - şi probabil pentru un viitor nedeterminat - este doar un experiment mental, dar nu este exclus în totalitate ca acest experiment să fie pus într-o bună zi în practică. Dacă experimentul ar reuşi, el ar demonstra că multiversul există - dar numai unei singure persoane.
Noţiunile gemene de sinucidere şi nemurire cuantice au fost propuse pentru prima dată de Hans Moravec în 1987 şi un an mai târziu de către Bruno Marchal, dar cel care a studiat cel mai mult această idee este Max Tegmark de la MIT. Cea mai comună versiune a acestui experiment este următoarea: plasarea experimentatorului în aceeaşi cameră cu un dispozitiv provocator de moarte, cum ar fi o armă foarte puternică, poziţionat spre cap. La fiecare 10 secunde, va fi măsurată valoarea spinului unor fotoni. În funcţie de rezultat - şi există şanse de 50/50 pentru fiecare dintre rezultatele posibile - dispozitivul fie va declanşa, ucigând astfel experimentatorul, fie va genera un zgomot de genul "totul în regulă", anunţând experimentatorul că este în siguranţă.
Prin acest experiment s-a legat supravieţuirea experimentatorului cu o starea cuantică, superpoziţia stărilor de mort şi viu. Sunt 50% şanse ca el să fi supravieţuit experimentului iniţial sau oricărei alte repetiţii a acestuia. Ori de câte ori experimentul este pus în scenă, în jumătate din cazuri experimentatorul supravieţuieşte.
Bineînţeles că, per ansamblu, şansele de supravieţuire sunt mai mici de 50%. Versiunea care a murit în experimentul iniţial nu mai are 50% şanse de a reveni la viaţă în experimentul următor. Dar, fiecare versiune vie a experimentatorului menţine şansele de supravieţuire, chiar dacă, în general, şansele de a supravieţui continuă să scadă la 25%, apoi la 12.5%, la 6.25%, şi aşa mai departe. Să presupunem că într-un univers, experimentatorul a reuşit să supravieţuiască după 50 de astfel de teste consecutive - acum acesta are mai puţin de una într-un cvadrilion de şanse de a supravieţui, lucru ce este mai mult decât necesarul pentru a îndeplini nivelul 5-sigma de certitudine de care este nevoie pentru o descoperire oficială.
În acest moment, experimentatorul poate să distingă interpretarea Copenhaga şi cea a lui Everett: în timp ce şansele ca el să fie încă în viaţă într-un univers care funcţionează în concordanţă cu prima interpretare sunt mai mici de unu la un cvadrilion, într-unul din universurile care urmează "legile Everett" şansele sunt de 100%, pentru că o versiune a lui va trebui să existe pentru a observa această superpoziţie particulară, toate celelalte versiuni ale acestuia ne mai fiind în viaţă. Astfel că interpretarea universurilor paralele este demonstrată, iar experimentatorul nostru tocmai a făcut cunoştinţă cu imortalitatea cuantică.
Totuşi, singurul mic obstacol este că această interpretare i-a fost demonstrată doar experimentatorului. Niciun alt observator nu va alege între una la un cvadrilion şi 100% şanse - pentru aceştia şansele de supravieţuire ale experimentatorului vor fi egale, nedepinzând de ce interpretare este aleasă. Pentru a fi sigur, probabilitatea ridicol de mică - 1 la un cvadrilion - este practic imposibilă, lucru ce i-ar convinge pe colegii experimentatorului să accepte că Interpretarea Everett este corectă. Dar, totuşi, ar rămâne nenumărate alte universuri în care experimentatorul a murit. Cel mai probabil, Interpretarea Everett va fi demonstrată pentru o mică parte a tuturor universurilor posibile, pentru că oriunde altundeva rezultatele nu ar fi suficient de improbabile.
Cât îl priveşte, Max Tegmark a spus odată - probabil fără vreun dram de seriozitate - că s-ar putea să încerce într-o zi experimentul, dar numai atunci când va fi bătrân şi nebun. Astfel moartea lui în majoritatea universurilor nu ar fi aşa de grea pentru alţii. Acesta spune, de asemenea, că experimentul ar putea fi extins, astfel încât tu şi prietenul tău aţi fi sau ucişi sau "iertaţi" în fiecare tur al experimentului. Această extindere ţi-ar oferi, cel puţin, o altă persoană cu care să împarţi cunoaşterea multiversului.
Presupun că o demonstraţie suficient de grandioasă ar fi aceea de a executa un experiment unde toată lumea de pe Pământ este plasată într-o cameră enormă, pentru ca toţi aceştia să participe la explorarea imortalităţii cuantice. Desigur, pentru a pune în aplicare un astfel de experiment, trebuie să fii sigur că interpretarea Everett este corectă înainte de risca viaţa întregii populaţii a Pământului. Oricât de mare adept al căutării adevărului ştiinţific aş fi, nu sunt aşa de sigur că ar merita uciderea populaţiilor a nenumărate planete Pământ paralele doar pentru ca singura lume dintre acestea ce va supravieţui să găsească răspunsul. Dar, totuşi, întreabă-mă acelaşi lucru într-un univers diferit şi s-ar putea ca să-ţi răspund diferit...
Textul reprezintă traducerea articolului Quantum Suicide: How to Prove the Multiverse Exists, in the Most Violent Way Possible, publicat pe io9.com.
Traducere: Andreea Dogaru
