الآفاق المتطرفة في الفضاء يمكن أن تجذب الدول الكمية إلى الواقع: ScienceAlert

لقد مر ما يقرب من قرن منذ كسر العلماء الكون.

من خلال مزيج معقد من التجربة والنظرية ، اكتشف الفيزيائيون محركًا مبنيًا على رياضيات الاحتمالات بعيدًا عن واجهة الواقع.

يشار إليه بعبارات غامضة باسم تفسير كوبنهاغن، هذا يأخذ النظرية التي تقوم عليها ميكانيكا الكم تقول أنه يمكن وصف كل شيء على أنه احتمال – حتى نضطر إلى وصفه على أنه حقيقة.

لكن ماذا يعني هذا؟

على الرغم من عقود من التجريب والفلسفة ، فإن الفجوة بين الخصائص غير المستقرة للنظام الكمي والقياس الذي نراه جميعًا بأعيننا قد تقلصت بالكاد. على الرغم من كل الحديث عن أشكال الموجة المنهارة ، والقطط في الصناديق ، وتأثيرات المراقب ، فنحن لسنا أقرب إلى فهم طبيعة الواقع مما كان عليه علماء الفيزياء الأوائل في أواخر عشرينيات القرن الماضي.

ومع ذلك ، يعتقد بعض الباحثين أنه يمكن العثور على أدلة في الفراغ بين فيزياء الكم ونظرية عظيمة أخرى ولدت في أوائل العشرين^ذ القرن – نظرية النسبية العامة الشهيرة لأينشتاين.

العام الماضي، جادل مجموعة صغيرة من علماء الفيزياء من جامعة شيكاغو حول مجرد وجود ثقب أسود في مكان ما قريب يسحب أوتار كتلة في ضبابية الحالات الكمية ويجبرها على اختيار مصير واحد.

لقد عادوا الآن مع توقع متابعة ، حيث قدموا وجهات نظرهم حول أنواع مختلفة من الآفاق ، في طباعة مسبقة قبل استعراض النظراء.

تخيل قطعة صغيرة من المادة تخرج من الظلام داخل صندوق مغلق. غير مرئي ، إنه موجود في ضبابية مايبز. ليس له موقع واحد في الظل ، ولا دوران معين ، ولا زخم محدد. الأهم من ذلك ، أن أي ضوء يصدره يقع أيضًا على طيف غير محدود من الاحتمالات.

يرن هذا الجسيم مع إمكاناته في موجة تنتشر نظريًا إلى اللانهاية. من الممكن مقارنة هذا الطيف من الاحتمالات مع نفسه بنفس الطريقة التي يمكن بها لموجة على سطح البركة أن تنقسم وتتجمع مرة أخرى لتشكل نمطًا يمكن التعرف عليه من التداخل ، في الواقع.

ومع ذلك ، فإن كل عثرة ودفعة في هذا التموج أثناء انتشاره تتشابك مع أخرى ، مما يحد من نطاق الاحتمالات المتاحة له. يتغير نمط التداخل الخاص به بطرق ملحوظة ، مما يحصر نتائجها في عملية يصفها الفيزيائيون بأنها فقدان التماسك ، أو فك الترابط.

هذه هي العملية التي اعتبرها الفيزيائيون داين دانيلسون ، وجوتام ساتيششاندران ، وروبرت والد في تجربة فكرية من شأنها أن تؤدي إلى مفارقة مثيرة للاهتمام.

إن الفيزيائي الذي يلقي نظرة خاطفة داخل الصندوق ليكتشف الضوء المنبعث من الجسيم سوف يشتبك حتمًا مع بيئته مع موجات الجسيمات المخفية ، مما يتسبب في درجة معينة من فك الترابط.

ولكن ماذا لو كان هناك شخص آخر ينظر من فوق كتفه ويلتقط الضوء المنبعث من الجسيم بأعينه؟ وبالمثل ، من خلال تشابك أنفسهم مع الضوء المنبعث من الجسيم ، فإنهم سيقيدون هذه الاحتمالات في موجة الجسيم ، ويغيرونها أكثر.

وإذا كان المراقب الثاني يقف على كوكب بعيد ، على بعد سنوات ضوئية ، يحدق في الصندوق من خلال تلسكوب؟ هنا حيث يصبح الأمر غريبًا.

على الرغم من السنوات التي استغرقتها التموجات الكهرومغناطيسية للسفر خارج الصندوق ، فإن المراقب الثاني لا يزال متشابكًا مع الجسيم. وفقًا لنظرية الكم ، يجب أن يتسبب هذا أيضًا في حدوث تغيير ملحوظ في موجة الجسيم ، وهو أمر قد يراه المراقب الأول قبل وقت طويل من بدء زميله في عالم بعيد في إنشاء تلسكوبه.

لكن ماذا لو توارى الراصد الثاني في عمق ثقب أسود؟ قد ينزلق الضوء من الصندوق بسهولة عبر أفقه ، ويسقط في هاوية الزمكان المشوهة ، ولكن وفقًا لقواعد النسبية العامة ، لا توجد أية معلومات حول مصيره المتشابك مع المراقب الثاني يمكن أن تتسرب مرة أخرى مرة أخرى.

إما أن ما نعرفه عن فيزياء الكم خاطئ ، أو لدينا بعض المشكلات الجادة التي يجب حلها بالنسبية العامة.

أو، وفق دانيلسون وساتيششاندران ووالد ، مراقبنا الثاني غير ذي صلة. خط اللاعودة الذي يحيط بالثقب الأسود ، والمعروف باسم أفق الحدث ، يعمل كمراقب بحد ذاته ، مما يتسبب في النهاية في فك الترابط ، حسنًا ، كل شيء تقريبًا. مثل حشد من العيون العملاقة عبر الكون ، تراقب الكون يتكشف.

زحف حتى الآن؟ إنها تزداد سوءًا.

الثقوب السوداء ليست الظاهرة الوحيدة التي يمتد فيها الزمكان إلى شارع ذي اتجاه واحد. أي جسم متسارع بما فيه الكفاية يقترب من سرعة الضوء ، في الواقع ، سيختبر في النهاية أفقًا من الأنواع التي لا يمكن أن تعود منها المعلومات التي ينبعث منها.

وفقًا لأحدث دراسة قام بها الثلاثي ، فإن هذه “آفاق ريندلريمكن أيضًا أن ينتج نوعًا مشابهًا من فك الترابط في الحالات الكمومية.

هذا لا يعني أن الكون واع بأي حال من الأحوال. على العكس من ذلك ، يمكن أن تؤدي الاستنتاجات إلى نظريات موضوعية حول كيفية حل الحالات الكمية إلى قياسات مطلقة ، وربما حيث تلتقي فيزياء الجاذبية والكم في نظرية شاملة واحدة للفيزياء.

لا يزال الكون مكسورًا ، في الوقت الحالي على الأقل.

كل ما يمكننا قوله هو مشاهدة هذا الفضاء.

تم نشر هذا البحث في arXiv.