1940. gadā divi slaveni teorētiski fiziķi runāja par elektronu un tā īpašībām, tāpēc viņiem radās ideja, ka visi elektroni ir viens un tas pats elektrons.
Fiziķiem Džonam Veileram un Ričardam Feinmanam bija diezgan netradicionāls skatījums uz realitāti. Piemēram, viņi teorēja, ka visā Visumā ir tikai viens elektrons, kas atrodas pārmaiņus visos kosmosa punktos - sākot ar Lielo sprādzienu un beidzot ar visu (neatkarīgi no tā, vai tas ir Lielais plīsums, Lielā kompresija, karstuma nāve vai kaut kas cits). Citiem vārdiem sakot, mēs runājam par to, ka 10 ^ 80 elektroni, ar kuriem mēs saskaramies katrā laika brīdī, ir viens un tas pats elektrons. Viens elektrons, kas caurvij katru atomu un molekulu, neatkarīgi no vietas un laika.
Vienelektrona Visuma teorija, ko Džons Rīlers ierosināja telefona sarunā ar Ričardu Feinmanu, liek domāt, ka faktiski visi elektroni un pozitroni ir viena objekta izpausmes, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ laikā.
Ritenis tika nostādīts pie secinājuma, ka pozitrons ir elektrons, kas ar kvantu iespiešanos virzās atpakaļ laikā. Vēlāk Feinmans izteica to pašu hipotēzi savā 1949. gada rakstā “Pozitronu teorija” Hārvardā.
Ričards Feinmans.
Idejas pamatā ir pasaules līnijas, kuras katrs elektrons izseko caur kosmosa laiku. Ritlers ierosināja, ka neskaitāmu šādu līniju vietā tās visas varētu būt daļa no vienas līnijas, ko novilcis viens elektrons, piemēram, milzīgs, savijies mezgls. Katrs laika moments ir telpas laika daļa un daudzkārt krustojas ar pasaules līniju, kas savienota mezglā. Krustojuma punktos puse no līnijām tiks virzītas uz priekšu laikā, bet puse - atpakaļ. Wheeler ierosināja, ka šīs reversās sadaļas attēlo elektronu antidaļiņu, pozitronu.
Klonu uzbrukums
Reklāmas video:
Kvanti pastāv ārpus telpas-laika un neaizņem trīsdimensiju pozīcijas. Jūs pat varat teikt (bet ar lielu rūpību), ka telpu un laiku paši rada kvantu mijiedarbība, proti, ar kvantu saķeršanos, kas ir apstiprināta eksperimentāli. Turklāt "sajauktā" Visumā laiks var būt tikai ilūzija. Un tas mūs noved pie cita svarīga jautājuma: ko nozīmē visu daļiņu sapīšanās? Ko elektronam nozīmē eksistence ārpus telpas un laika?
Iedomājieties daļiņu, kas ļoti agrīnā Visuma posmā pārvietojas neticami ātri laikā. Tas ceļo tik tālu nākotnē, ka “ietriecas” “sienā” (lai tas būtu Visuma paplašināšanās beigas, kur daļiņa vairs nevar “kustēties” entropijā) un atlec atpakaļ laikā, kur “ietriecas” Lielajā sprādzienā, no kurienes sākotnēji viņa pacēlās. Atkārtojot šo procesu atkal un atkal ar ļoti lielu ātrumu, tiks izveidoti vienas un tās pašas daļiņas - mūsu gadījumā elektronu - kloni, un izskatīsies, ka ir triljoni daļiņu un tās ir visur.
John Archibald Wheeler.
Ja tas ir pārāk grūti, izmēģināsim vēl vienu domu eksperimentu.
Ja pirmdien jūs atgrieztos laikā, svētdien, un atgrieztos mājās, un pēc tam atkārtotu šo procesu visu nedēļu (līdz piektdienai), jūs tajā pašā svētdienā galu galā būtu pieci sevis eksemplāri! Tagad iedomājieties, ka elektrons dara šo triljonu reižu, un "svētdiena" ir mūsdienu laikmets Visumā.
Ričards Feinmans runāja par šo "pozitronu" (elektrona daļiņu) jēdzienu. Nedaudz vēlāk 1950. gadā publicētajā rakstā teorētiskais fiziķis Joiiro Nambu to piemēroja visai paaudžu veidošanai un daļiņu un pretdaļiņu pāru iznīcināšanai, norādot, ka “iespējamā pāru izveidošana un iznīcināšana, kas var notikt jebkurā laikā, nav radīšana un nevis iznīcināšana, bet tikai izmaiņas daļiņu pārvietošanās virzienā no pagātnes uz nākotni vai no nākotnes uz pagātni."
Tas var būt arī iemesls, kāpēc nav iespējams vienlaicīgi noskaidrot gan elektronu impulsu, gan tā stāvokli (pēc Heizenberga nenoteiktības principa). Lai saprastu, kāpēc Wheeler domāja par elektroniem šādā veidā, mums jāapsver to īpašības.
Vienelektronu Visums
Kvanti nav tādi kā visiem zināmie "objekti". Kvantu pasaule parasti ir dīvaina, pats Ričards Feinmans par to teica: “Es domāju, ka varu droši teikt, ka neviens nesaprot kvantu mehāniku”.
Elektroniem ir viļņu-daļiņu dualitāte. Tas nozīmē, ka atkarībā no mijiedarbības viņi var izturēties gan kā daļiņas, gan kā viļņi. Lai precīzāk formulētu kvantitāti, viļņu stāvoklis ir jādomā par varbūtības reģionu, kuru mēs rakstām kā traucējuma modeli, un daļiņas stāvoklis ir tā varbūtība, kas sabruka vienā mijiedarbības punktā.
Traucējumu modelis eksperimentā ar divām spraugām.
Saskaņā ar vispārējo relativitāti (GTR), telpa un laiks ir viens, bet, runājot par GTR ar kvantu mehāniku, teorētiķiem un kosmologiem ir problēmas. Bet viņi zina, ka Visuma pirmsākumi mūsdienu kosmoloģiskajā modelī ir singularitāte - mūžīgs telpas stāvoklis, un joprojām nav pilnīgas izpratnes par šo faktu.
Nevar droši apgalvot, ka pirms Lielā sprādziena pastāvēja singularitāte - tas radītu pretrunu, ievietojot mūžīgo "laikā". Turklāt mūžīgajam nav īslaicīgu attiecību, tas nevar pastāvēt ne pirms, ne pēc kaut kā. Vispārējā relativitātes teorija saka, ka laiks un telpa ir viens audums, kas nozīmē, ka telpai nevar būt savs atsevišķs laiks, un laikam nevar būt sava atsevišķa telpa.
Kvantiem ir dažas līdzības ar Lielā sprādziena "savdabību": abi attēlo mūžīgu, bezspēcīgu enerģiju. Tā kā tie ir gan mūžīgi, gan papildu dimensijas, tie nav atdalāmi, jo pats atdalīšanās jēdziens pastāv telpas-laika kontinuumā.
Kvantu relativitāte
Ja kvantitāte un singularitāte nav atdalāmas, tad tās ir vienas un tās pašas. Tas mūs ved pie vēl viena svarīga jautājuma. Singularitāte nepazuda pirms miljardiem gadu notikušā sprādzienā. Kvanta ir savdabība, kas mijiedarbojas ar sevi. Tad burtiski izrādās, ka viss ir viens. Šī ir kvantu relativitāte.
Jūs varētu jautāt, kā ir ar smagumu? Vispārējā relativitāte norāda, ka smagums ir telpas un laika ģeometrisks īpašums, un eksperimentālie pierādījumi liecina, ka telpa un laiks ir kvantu saķeres blakusprodukti. Zinātnieki nesen atklāja, ka dažus ģeometriskos modeļus var izmantot, lai ievērojami vienkāršotu kvantu mijiedarbības un kvantu saķeres aprēķinus. Jums nav jāiet tālu, lai pieņemtu, ka ģeometrija, kas rada smagumu, faktiski ir varbūtības kvantu apgabalu īpašums.
Kvantu sapīšanās mākslinieka skatījumā.
Kvantu sapīšanās apiet ātruma ierobežojumus, pie kādiem var pārsūtīt informāciju. Mijiedarbība starp iesaistītajām daļiņām notiek uzreiz, neatkarīgi no tā, cik tālu viņi atrodas viens no otra. Topoloģiski runājot, šis fakts ļauj pieņemt, ka starp tiem nav atstarpes. Vai laiks ir reāls vai arī tā ir tikai novērotāja radīta uztveres ilūzija? Vai telpa ir tikpat iluzora kā laiks?
Vienīgais variants, kurā elektrons vienlaikus varētu būt “šeit” un “tur”, ir tas, ja pagātnes, tagadnes un nākotnes atdalīšana ir iluzora. Ja ir kāds primārais audums, uz kura viss notiek vienlaikus, tad viens elektrons var līdzināties pavedieniem adītās lietās, ar kuru palīdzību audums tiek austs. Tomēr, protams, šai hipotēzei ir savas nopietnas problēmas un jautājumi.
Kritika un polemika
Trūkst antimatērijas. Wheeler universitātē mums vajadzētu būt vienādam skaitam pozitronu un elektronu, bet patiesībā tas tā nav. Ir neizmērojami vairāk elektronu nekā pozitronu. Pēc Feynman teiktā, viņš apsprieda šo jautājumu ar Wheeler, un pēdējais ierosināja, ka trūkstošos pozitronus varētu paslēpt protonos (izmantojot pozitronu uztveršanu).
Turklāt pastāv tāda lieta kā citas elektronu īpašības. Šīs daļiņas ir pakļautas sabrukšanai. Viena elektrona gadījumā reinkarnēto Visumu skaits pieaugtu arvien vairāk un kļūtu mazāk stabils.
Rezultāts
Vienelektrona Visuma teorija izklausās intriģējoša un interesanta, taču to nav iespējams pierādīt. Iepriekš aprakstītajām teorijas problēmām var pievienot jautājumu, kāpēc elektronu skaits Visumā ir ierobežots, nevis otrādi? Šie vienkāršie, bet grafiskie piemēri rada šaubas par visu hipotēzi.
Tomēr, ja teorija ir pareiza, ko vēl tā mums varētu nozīmēt? Varbūt arī jebkura cita daļiņa - no protoniem līdz neitroniem un pat eksotiskām daļiņām, piemēram, neitrīniem - ir tikai viena daļiņa, kas laika gaitā pārvietojas uz priekšu un atpakaļ. Tas, savukārt, nozīmētu, ka mēs ne tikai sastāv no vienām un tām pašām daļiņām, bet patiesībā katrs no mums sastāv no viena protona, viena neitrona un viena elektrona.
Pats Feynman, kā viņš atzina, nekad nav nopietni uztvēris Wheeler ideju, bet tieši viņa deva viņam ideju, ka elektrons un pozitrons ir savienoti. Balstoties uz to, ka šīs daļiņas atšķiras tikai ar lādiņu, zinātnieks pierādīja, ka, ja jūs palaidīsit elektronu atpakaļ pa laika asi, tas būs pilnīgi identisks pozitronam. Protams, tā nav taisnība, bet tikai fenomena fiziska interpretācija. 25 gadus pēc spekulācijām par viena elektrona Visumu 1965. gadā Feynmanam tika piešķirta Nobela prēmija fizikā.
Iespējams, ka vissvarīgākā mācība no vienelektroniskā Visuma teorijas ir tā, ka neatkarīgi no tā, cik ideja dīvaina un neiespējama šķiet, jūs nekad nezināt, ko tā varētu novest, kamēr jūs to neizpētīsit.
Vladimirs Guilēns