"Жуткое действие на расстоянии" может породить параллельную Вселенную: как это работает

Некоторые интерпретации квантовой механики предполагают, что всю нашу Вселенную можно описать одной универсальной волновой функцией, которая постоянно разделяется и увеличивается в количестве. При этом создается абсолютно новая реальность для каждого возможного квантового взаимодействия. Но как такое может быть объяснять в своем материале издание Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Материя в форме волны

Первым, кто завил о том, что материя может иметь свойства волны, был один из основоположников квантовой механики Луи Де Бройль. Он утверждал, что каждая субатомная частица имеет связанную с ней волну, точно так же, как свет может вести себя и как частица, и как волна.

Вскоре эта идея была подтверждена другими физиками во время экспериментов с рассеиванием электронов. Но способ рассеивания электронов был более характерен для волны, чем для частицы. Но у ученых возник вопрос: что же такое волна материи и на что она похожа?

Один из создателей квантовой механики Эрвин Шредингер считал, что все частицы расположены во Вселенной в форме волны. Но последующие эксперименты показали, что, хотя электрон и вел себя как волна во время полета к цели, когда он ее достигал, то приземлялся как единая компактная частица, поэтому его нельзя было физически растянуть в пространстве.

Копенгагенская интерпретация квантовой механики

Поэтому появилась другая интерпретация квантовой механики, которая получила название Копенгагенской интерпретации, разработанной Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом.

В этой интерпретации волновое свойство материи или волновая функция на самом деле не существует. Просто это удобный математический способ, который используется для описания облака вероятностей в квантовой механике, где можно обнаружить субатомную частицу в следующий раз во время наблюдений.

Но неясно, как волновая функция превращается из облака вероятностей до измерения в ее отсутствие во время проведения наблюдений. Возможно, волновая функция имеет какие-то другие свойства.

Частицы и их волновые функции

В дальнейшем ученые пришли к выводу, что то, что мы называем измерением, на самом деле представляет собой просто длинный ряд квантовых частиц и волновых функций, взаимодействующих с другими квантовыми частицами и волновыми функциями.

Если построить детектор и направить в него электроны, например, на субатомном уровне, электрон не будет знать, что его измеряют. Каждая отдельная частица получает свою собственную волновую функцию, вот и все. Все частицы и все волновые функции просто взаимодействуют, как обычно, и мы можем использовать инструменты квантовой механики, чтобы предсказать их будущее поведение.

Но у квантовых частиц существует интересное свойство из-за их волновой функции. Когда две частицы взаимодействуют, они не просто сталкиваются друг с другом. На короткое время их волновые функции пересекаются. Когда это происходит, уже не может быть двух отдельных волновых функций. Вместо этого должна быть одна волновая функция, которая описывает обе частицы одновременно.

Квантовая запутанность

Когда частицы расходятся, они по-прежнему сохраняют эту единую волновую функцию. Физики называют этот процесс квантовой запутанностью. Альберт Эйнштейн называл это "жутким действием на расстоянии".

Если повторять все измерения, то получается серия запутанностей из перекрывающихся волновых функций. То есть каждая частица во Вселенной, запутывается с каждой другой частицей. С каждой новой запутанностью появляется одна волновая функция, которая описывает все объединенные частицы. Таким образом существует универсальная волновая функция, которая описывает всю Вселенную.

Многомировая интерпретация квантовой механики

Такие выводы сделали ученые, которые предложили Многомировую интерпретацию квантовой механики. В квантовой механике невозможно быть точно уверенными, что будет делать частица в будущем. В этой интерпретации каждый раз, когда квантовая частица взаимодействует с другой квантовой частицей, универсальная волновая функция разделяется на несколько частей, то есть появляются параллельные Вселенные, в каждой из которых имеются разные результаты поведения частицы.

Параллельные Вселенные

То есть, благодаря запутыванию квантовых частиц друг с другом можно получить множество копий нашей Вселенной, которые создаются все время. И все эти Вселенные одинаковы, за исключением небольшой разницы в каком-то случайном квантовом процессе.

Получается, что в данный момент, пока вы читаете этот текст, в то же время это же делают множественные точные копии вас в параллельной реальности. Но с небольшими квантовыми отклонениями.

О квантовой механике и то, что такое квантовая запутанность Фокус уже писал в связи с тем, что трое физиков получили Нобелевскую премию этого года как раз за эксперименты с запутанными фотонами.

Также Фокус писал о том, может ли существовать мультивселенная и как туда можно попасть, если это вообще возможно.