Во Вселенной существует только один электрон: что говорит странная теория

Согласно оценкам физиков, в наблюдаемой Вселенной насчитывается примерно 10 в 82 степени атомов. Таким образом, если каждый элемент периодической таблицы химических элементов содержит хотя бы один электрон, можно с уверенностью предположить, что существует по крайней мере 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 электронов в наблюдаемой Вселенной. Согласно теории, предложенной физиком Джоном Уилером, который изложил свои мысли в беседе с физиком Ричардом Фейнманом, существует только один электрон. Просто кажется, что их намного больше, потому что он движется вперед и назад во времени, пишет IFLScience.

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

Как бы странно это ни звучало, само по себе это является ответом на невероятную странность электронов. Электроны, как и другие элементарные частицы, нельзя отличить друг от друга. Они имеют одинаковый отрицательный заряд, одинаковую массу и одинаковый спин. Если поменять два электрона местами, то нельзя понять, что это было сделано.

Античастица электрона позитрон также не отличается от себе подобных. Позитроны также имеют одинаковую массу, заряд и спин. Как ни странно, позитроны идентичны электронам, кроме того, что имеют положительный заряд. Именно эти факторы заставили Уилера предположить, что электроны и позитроны на самом деле представляют собой всего лишь одну частицу, отрицательно заряженную при движении вперед во времени и положительно заряженную при движении назад во времени.

В 1965 году после получения Нобелевской премии по физике Фейнман вспоминал, что однажды, когда он учился в Принстонском университете, ему позвонил профессор Уилер. Он заявил, что знает, почему все электроны имеют одинаковый заряд и одинаковую массу. По мнению Уилера, все дело в том, что они все являются одним и тем же электроном.

Как вспоминал Фейнман, далее в телефонном разговоре Уилер объяснил свое предположение.

"Предположим, что мировые линии (мировая линия объекта представляет собой путь объекта в четырехмерном пространстве-времени – прим.ред), которые мы раньше обычно рассматривали во времени и пространстве, вместо того, чтобы идти только вперед во времени, были огромным узлом, и тогда, когда мы разрезаем этот узел плоскостью, соответствующей фиксированному времени, мы бы увидели много мировых линий, и это будет представлять собой множество электронов, за исключением одного. Если на одном участке это обычная мировая линия электрона, то на участке, на котором она развернулась и возвращается из будущего, мы имеем неправильный знак правильного времени, правильных четырех скоростей, и это эквивалентно изменению знака заряда, и, следовательно, эта часть пути будет действовать как позитрон".

Это означало бы, что частица была старой, перемещающейся назад и вперед во времени невероятное количество раз. Хотя это было бы интересным способом объяснить, почему электроны и позитроны имеют общие свойства, маловероятно, что это правда.

Фейнман ответил, что во Вселенной не так много позитронов, как электронов, и материи больше, чем антиматерии. Если бы позитроны и электроны были одной и той же элементарной частицей, которая движется вперед и назад во времени, можно было бы ожидать, что их будет четное число.

На это Уилер во время разговора ответил, что "может быть, недостающие позитроны скрыты в протонах или что-то в этом роде".

Хотя это был мысленный эксперимент, который, вероятно, не следует воспринимать всерьез, телефонный звонок оказал большое влияние на Фейнмана, который написал статью о том, как можно описать позитроны, как если бы они были электронами, которые двигаются назад во времени.

Фейнман вспоминал, что он не воспринял идею Уилера о том, что все электроны являются одним и тем же электроном, так же серьезно, как он воспринял наблюдение о том, что позитроны можно просто представить, как электроны, идущие из будущего в прошлое на участке их мировых линий.

Как уже писал Фокус, золото дураков оказалось более ценным, чем предполагалось. Обнаруженный в пирите элемент может привести к собственной золотой лихорадке.