Multiversum = många världar, säger fysiker

Många världars tolkning av kvantmekaniken är tanken att alla möjliga alternativa historier om universum faktiskt existerar. Vid varje tidpunkt delas universum upp i en mängd existenser där alla möjliga resultat av varje kvantprocess faktiskt inträffar.

Så i det här universum sitter du framför din dator och läser den här historien, i ett annat läser du en annan historia, i ännu ett annat är du på väg att bli överkörd av en lastbil. I många finns du inte alls.

Detta innebär att det finns ett oändligt antal universum, eller åtminstone ett mycket stort antal av dem.

Det är konstigt men det är ett litet pris att betala, säger kvantfysiker, för förståndet som tolkningen av många världar ger den annars galna föreställningen om kvantmekanik. Anledningen till att många fysiker älskar många världars idé är att den bortförklarar kvantmekanikens alla konstiga paradoxer.

Till exempel är paradoxen med Schrodingers katt – instängd i en låda där en kvantprocess kan ha dödat den eller inte – att en observatör bara kan se om katten är vid liv eller död genom att öppna lådan.

Men innan detta är kvantprocessen som kan eller inte kan döda den i en superposition av tillstånd, så katten måste också vara i en superposition: både levande och död på samma gång.

Det är helt klart bisarrt men i tolkningen av många världar försvinner paradoxen: katten dör i ett universum och lever i ett annat.

Låt oss lägga de många världstolkningarna åt sidan för ett ögonblick och titta på en annan konstig idé i modern fysik. Detta är tanken att vårt universum föddes tillsammans med ett stort, möjligen oändligt, antal andra universum. Så vårt kosmos är bara ett litet hörn av ett mycket större multiversum.

Idag framförde Leonard Susskind vid Stanford University i Palo Alto och Raphael Bousso vid University of California, Berkeley, idén att multiversum och många världars tolkning av kvantmekanik är formellt likvärdiga.

Men det finns en varning. Ekvivalensen gäller bara om både kvantmekaniken och multiversum tar speciella former.

Låt oss ta kvantmekaniken först. Susskind och Bousso föreslår att det är möjligt att verifiera kvantmekanikens förutsägelser exakt.

En gång skulle en sådan idé ha varit kätteri. Men i teorin skulle det kunna göras om en observatör kunde utföra ett oändligt antal experiment och observera resultatet av dem alla.

Men det är omöjligt, eller hur? Ingen kan göra ett oändligt antal experiment. Relativitet sätter en viktig praktisk gräns för detta eftersom vissa experiment skulle falla utanför andras orsakshorisont. Och det skulle innebära att de inte alla kunde observeras.

Men Susskind och Bousso säger att det finns en speciell formulering av universum där detta är möjligt. Detta är känt som det supersymmetriska multiversumet med försvinnande kosmologisk konstant.

Om universum tar denna form är det möjligt att utföra ett oändligt antal experiment inom varandras kausala horisont.

Nu här är nyckelpunkten: detta är precis vad som händer i många världars tolkning. Vid varje ögonblick i tid äger ett oändligt (eller mycket stort) antal experiment rum inom varandras orsakshorisont. Som observatörer kan vi se resultatet av något av dessa experiment, men vi följer faktiskt bara ett.

Bousso och Susskind hävdar att eftersom tolkningen av många världar endast är möjlig i deras supersymmetriska multiversum, måste de vara likvärdiga. Vi hävdar att det globala multiversumet är en representation av många världar i en enda geometri, säger de.

De kallar denna nya idé för multiverstolkningen av kvantmekaniken.

Det är något som är värt att fundera över en stund. Bousso och Susskind är två av världens ledande strängteoretiker (Susskind är krediterad som fältets fader), så deras idéer har en oklanderlig härstamning.

Men vad denna idé saknar är en testbar förutsägelse som skulle hjälpa fysiker att skilja den experimentellt från andra teorier om universum. Och utan detta avgörande element är den multiversala tolkningen av kvantmekaniken lite mer än filosofi.

Det kanske inte oroar alltför många fysiker, eftersom få av de andra tolkningarna av kvantmekaniken har testbara förutsägelser heller (det är därför de kallas tolkningar).

Ändå, vad det här nya tillvägagångssättet har är en tillfredsställande enkelhet – det är snyggt och elegant att de många världarna och multiversum är likvärdiga. William av Ockham skulle säkert vara nöjd och utan tvekan kommer många moderna fysiker också att vara det.

Ref: arxiv.org/abs/1105.3796 : The Multiverse Interpretation of Quantum Mechanics

Dölj