Bagaimana sains memisahkan hipotesis yang "cukup ilmiah" dari "tidak ilmiah"
Gagasan tentang alam semesta lain berakar kuat pada fiksi ilmiah. Tetapi bahkan di luar fiksi, orang dapat menemukan alasan tentang multiverse dan banyak dunia paralel, jadi Attic memutuskan untuk mencari tahu seberapa dekat ide-ide ini dengan fisika nyata.
Multiverse, tentang Sean Carroll, seorang ahli kosmologi dan penulis buku populer Rusia yang baru-baru ini diterbitkan Eternity. In Search of the Ultimate Theory of Time”, adalah hipotesis tentang struktur alam semesta kita di luar batas wilayah yang dapat diakses oleh pengamatan kita.
Apa artinya? Kecepatan cahaya terbatas, dan Semesta mengembang ke segala arah - sementara kita hanya dapat melihat sebagian ruang tertentu. Dan jauh dari kenyataan bahwa dunia di luar perbatasannya diatur dengan cara yang sama seperti di sekitar Bumi. Secara hipotetis, di luar bidang yang dapat diakses untuk observasi, mungkin terdapat, misalnya, rasio yang sama sekali berbeda antara materi biasa dan materi gelap. Atau sama sekali - beberapa prinsip fisik lainnya berfungsi, hingga peningkatan jumlah dimensi.
Ilustrasi: Anatoly Lapushko / Chrdk.
Akal sehat, tentu saja, memberi tahu kita bahwa sifat-sifat alam semesta harus sama di mana-mana. Namun, "akal sehat" bukanlah hal yang sangat baik bagi kosmologi, ilmu ruang-waktu dalam skala yang sangat besar. Asumsi bahwa substansi yang kita ketahui di alam semesta adalah sepuluh kali lebih kecil dari beberapa materi gelap misterius juga sepenuhnya bertentangan dengan akal sehat, tetapi di dunia seperti itu, sebagian besar terdiri dari materi gelap, yang kita jalani saat ini. Masalah dengan gagasan bahwa alam semesta berubah secara dramatis di mana kita tidak dapat lagi melihatnya bukanlah hal yang aneh, tetapi gagasan seperti itu tidak dapat diuji.
Alam semesta dengan hukum fisika yang berbeda secara hipotetis disebut multiverse kosmologis. Semesta semacam itu secara geometris adalah satu - dalam arti bahwa garis kontinu dapat ditarik di antara dua titik mana pun tanpa membangun portal dan hal-hal eksotis lainnya. Dan multiverse kosmologis ini tidak boleh dibingungkan, misalnya, dengan banyak alam semesta dalam interpretasi mekanika kuantum yang banyak dunia.
Video promosi:
Mekanika Kuantum Dunia Banyak
Di ujung lain dari "kisi skala alam semesta" terdapat mikrokosmos, peristiwa-peristiwa yang dijelaskan oleh mekanika kuantum. Kita sudah tahu bahwa partikel elementer: elektron, kuark, gluon dan sepupu lainnya berperilaku sesuai dengan aturan yang tidak diikuti di dunia yang biasa kita gunakan. Jadi, setiap partikel dalam mekanika kuantum dapat dianggap sebagai gelombang - dan tampaknya atom "padat", yang dalam kursus kimia sekolah direpresentasikan sebagai bola, ketika bertabrakan dengan penghalang, mereka akan menyebar seperti gelombang. Setiap objek kuantum secara matematis dideskripsikan bukan sebagai bola atau titik yang dibatasi dalam ruang, tetapi sebagai fungsi gelombang - ada secara simultan di semua titik lintasannya melalui ruang. Kami hanya dapat menghitung kemungkinannya ditemukan di satu tempat atau tempat lain. Kuantitas seperti momentum sebuah partikel,energi dan karakteristik yang lebih eksotis seperti spin juga dihitung dari fungsi gelombang: kita dapat mengatakan bahwa objek matematika yang mencakup semua ruang ini adalah basis fundamental dari mekanika kuantum dan semua fisika abad ke-20.
Perhitungan yang dibuat berdasarkan fungsi gelombang dan operator (operator memungkinkan untuk mendapatkan kuantitas tertentu dari fungsi gelombang) sangat sesuai dengan kenyataan. Elektrodinamika kuantum, misalnya, saat ini adalah model fisik paling akurat dalam sejarah umat manusia, dan di antara teknologi kuantum terdapat laser, semua mikroelektronika modern, Internet cepat yang biasa kita gunakan, dan bahkan sejumlah obat: pencarian zat yang menjanjikan untuk pengobatan juga dilakukan dengan memodelkan interaksi molekul. dengan seorang teman. Dari sudut pandang terapan, model kuantum sangat bagus, tetapi pada level konseptual, muncul masalah.
Fungsi gelombang yang berhubungan dengan elektron dalam atom hidrogen pada tingkat energi yang berbeda. Area cahaya sesuai dengan fungsi gelombang maksimum dan di tempat-tempat ini partikel paling mungkin dideteksi; probabilitas untuk menemukan elektron yang sama di ruangan sebelah, meskipun sangat kecil, bukanlah nol.
Inti dari masalah ini adalah bahwa objek kuantum dapat dihancurkan: misalnya, ketika foton (kuantum cahaya) mengenai matriks kamera atau bertabrakan dengan permukaan buram. Hingga titik ini, foton secara sempurna dijelaskan oleh fungsi gelombang, dan setelah beberapa saat, gelombang yang meluas di ruang angkasa menghilang: ternyata perubahan tertentu memengaruhi seluruh Semesta dan terjadi lebih cepat daripada kecepatan cahaya (bagaimana ini bisa terjadi?). Ini bermasalah bahkan dalam kasus foton tunggal, tetapi bagaimana dengan fungsi gelombang dari dua foton yang dipancarkan dari satu sumber dalam dua arah yang berlawanan? Jika, misalnya, dua foton seperti itu lahir di dekat permukaan bintang yang jauh dan salah satunya ditangkap di Bumi oleh teleskop, bagaimana dengan yang kedua, yang jaraknya beberapa tahun cahaya? Secara formal, ini membentuk satu sistem dengan yang pertama,tetapi sulit untuk membayangkan skenario di mana perubahan di satu bagian sistem langsung dikomunikasikan ke semua bagian lain. Contoh lain dari sistem kuantum, di mana hilangnya fungsi gelombang menyebabkan masalah konseptual, adalah kucing Schrödinger yang terkenal, yang berada di dalam kotak tertutup dengan perangkat yang, berdasarkan proses kuantum probabilistik, memecah ampul dengan racun atau membiarkannya utuh. Sebelum membuka kotak, kucing Schrödinger hidup dan mati secara bersamaan: keadaannya mencerminkan fungsi gelombang dari sistem kuantum di dalam mekanisme dengan racun.yang ada di dalam kotak tertutup dengan perangkat yang, berdasarkan proses kuantum probabilistik, memecah ampul dengan racun, atau membiarkannya utuh. Sebelum membuka kotak, kucing Schrödinger hidup dan mati secara bersamaan: keadaannya mencerminkan fungsi gelombang dari sistem kuantum di dalam mekanisme dengan racun.yang ada di dalam kotak tertutup dengan perangkat yang, berdasarkan proses kuantum probabilistik, memecah ampul dengan racun, atau membiarkannya utuh. Sebelum membuka kotak, kucing Schrödinger hidup dan mati secara bersamaan: keadaannya mencerminkan fungsi gelombang dari sistem kuantum di dalam mekanisme dengan racun.
Interpretasi paling umum dari mekanika kuantum, Kopenhagen, menyarankan untuk menerima paradoks dunia saja - dan mengakui bahwa ya, terlepas dari segalanya, gelombang / partikel menghilang seketika. Alternatif untuk itu adalah interpretasi banyak dunia. Menurutnya, Alam Semesta kita adalah kumpulan dunia yang tidak berinteraksi, yang masing-masing mewakili satu keadaan kuantum: saat Anda membuka kotak berisi kucing, dua dunia muncul - di salah satunya kucing itu hidup, dan di dunia lain mati. Ketika foton melewati cermin semitransparan, dunia juga terbagi menjadi dua: di satu, kuantum cahaya dipantulkan dari permukaan, dan di yang lain tidak. Jadi, setiap proses kuantum mengarah pada kemunculan lebih banyak dunia bercabang.
Secara teori, beberapa cabang ini bisa sangat berbeda dari cabang kita. Satu atom yang terbang ke arah yang salah segera setelah Big Bang bisa saja menyebabkan distribusi gas panas yang berbeda, lahirnya bintang-bintang di tempat yang sangat berbeda dan, akibatnya, pada fakta bahwa Bumi, pada prinsipnya, tidak muncul. Tetapi gambaran ini tidak dapat disebut sebagai masalah interpretasi banyak dunia. Masalah sebenarnya terletak pada ketidakmungkinan memverifikasi kebenaran pemahaman tentang mekanika kuantum ini dalam praktiknya: komponen individu dari berbagai Semesta tidak berinteraksi satu sama lain menurut definisi.
Gagasan tentang perjalanan waktu dan alam semesta alternatif telah banyak berkurang sejak zaman fiksi klasik. Selain istilah terkenal "pembunuh bayaran" di antara penggemar genre (pahlawan dari zaman kita menemukan dirinya, misalnya, di masa Ivan the Terrible), orang dapat mengingat film parodi Kung Fury, dari mana tangkapan layar ini diambil.
Di suatu tempat, mungkin, ada Bumi yang dihuni oleh dinosaurus cerdas, di suatu tempat Kekaisaran Mongol Besar mendarat di bulan-bulan Jupiter pada tahun 1564, tetapi tidak ada portal di antara dunia-dunia ini - mereka menyimpang sebagai akibat dari proses kuantum di masa lalu. Sebuah teori yang menyarankan kemungkinan masuk ke salah satu dunia ini, dari sudut pandang filsafat ilmu, tidak kurang, tetapi lebih ilmiah, karena seseorang dapat mencoba mengujinya.
