У Всесвіті існує лише один електрон: що говорить дивна теорія

Згідно з оцінками фізиків, у спостережуваному Всесвіті налічується приблизно 10 у 82 ступені атомів. Таким чином, якщо кожен елемент періодичної таблиці хімічних елементів містить хоча б один електрон, можна з упевненістю припустити, що існує принаймні 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 електронів у спостережуваному Всесвіті. Згідно з теорією, запропонованою фізиком Джоном Вілером, який виклав свої думки в бесіді з фізиком Річардом Фейнманом, існує тільки один електрон. Просто здається, що їх набагато більше, тому що він рухається вперед і назад у часі, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Хоч би як дивно це звучало, саме по собі це є відповіддю на неймовірну дивність електронів. Електрони, як і інші елементарні частинки, не можна відрізнити один від одного. Вони мають однаковий негативний заряд, однакову масу й однаковий спін. Якщо поміняти два електрони місцями, то не можна зрозуміти, що це було зроблено.

Античастинка електрона позитрон також не відрізняється від собі подібних. Позитрони також мають однакову масу, заряд і спін. Як не дивно, позитрони ідентичні електронам, крім того, що мають позитивний заряд. Саме ці фактори змусили Вілера припустити, що електрони і позитрони насправді являють собою всього лише одну частинку, негативно заряджену під час руху вперед у часі і позитивно заряджену під час руху назад у часі.

У 1965 році після отримання Нобелівської премії з фізики Фейнман згадував, що одного разу, коли він навчався в Принстонському університеті, йому зателефонував професор Вілер. Він заявив, що знає, чому всі електрони мають однаковий заряд і однакову масу. На думку Вілера, вся річ у тому, що вони всі є одним і тим самим електроном.

Як згадував Фейнман, далі в телефонній розмові Вілер пояснив своє припущення.

"Припустімо, що світові лінії (світова лінія об'єкта являє собою шлях об'єкта в чотиривимірному просторі-часі — прим. ред.), які ми раніше зазвичай розглядали в часі й просторі, замість того, щоб іти тільки вперед у часі, були величезним вузлом, і тоді, коли ми розрізаємо цей вузол площиною, відповідною до фіксованого часу, ми б побачили багато світових ліній, і це буде являти собою безліч електронів, за винятком одного. Якщо на одній ділянці це звичайна світова лінія електрона, то на ділянці, на якій вона розвернулася і повертається з майбутнього, ми маємо неправильний знак правильного часу, правильних чотирьох швидкостей, і це еквівалентно зміні знака заряду, і, отже, ця частина шляху діятиме як позитрон".

Це означало б, що частинка була старою, що переміщається назад і вперед у часі неймовірну кількість разів. Хоча це було б цікавим способом пояснити, чому електрони та позитрони мають спільні властивості, малоймовірно, що це правда.

Фейнман відповів, що у Всесвіті не так багато позитронів, як електронів, і матерії більше, ніж антиматерії. Якби позитрони й електрони були однією і тією ж елементарною частинкою, яка рухається вперед і назад у часі, можна було б очікувати, що їх буде парне число.

На це Вілер під час розмови відповів, що "можливо, позитрони, яких бракує, сховані в протонах або щось на кшталт цього".

Хоча це був уявний експеримент, який, імовірно, не слід сприймати всерйоз, телефонний дзвінок справив великий вплив на Фейнмана, який написав статтю про те, як можна описати позитрони, якщо б вони були електронами, які рухаються назад у часі.

Фейнман згадував, що він не сприйняв ідею Вілера про те, що всі електрони є одним і тим самим електроном, так само серйозно, як він сприйняв спостереження про те, що позитрони можна просто уявити, як електрони, які йдуть з майбутнього в минуле на ділянці їхніх світових ліній.

Як уже писав Фокус, золото дурнів виявилося ціннішим, ніж передбачалося. Виявлений у піриті елемент може призвести до власної золотої лихоманки.