1940 talade två berömda teoretiska fysiker om elektron och dess egenskaper, så de hade idén att alla elektroner är en och samma elektron.
Fysikerna John Wheeler och Richard Feynman hade en ganska okonventionell syn på verkligheten. Till exempel teoretiserade de att det bara finns en elektron i hela universumet, som växelvis finns på alla punkter i rymden - från Big Bang till slutet av allt (vare sig det är Big Rip, Big Compression, värmedöd eller något annat). Med andra ord, vi talar om det faktum att 10 ^ 80 elektroner som vi hanterar vid varje ögonblick av tiden är samma elektron. En elektron som genomsyrar varje atom och molekyl, oavsett utrymme och tid.
Teorin om ett enelektronuniversum, som föreslagits av John Wheeler under en telefonsamtal med Richard Feynman, antar att alla elektroner och positroner är faktiskt manifestationer av ett enda objekt som rör sig fram och tillbaka i tid.
Wheeler drevs till slutsatsen att en positron är en elektron som rör sig bakåt i tiden genom kvantförvirring. Feynman uttryckte senare samma hypotes i sin artikel 1949, The Theory of Positrons, vid Harvard.
Richard Feynman.
Idén är baserad på världslinjer som spåras av varje elektron genom rymdtid. Wheeler föreslog att i stället för otaliga sådana linjer kan de alla vara en del av en enda linje som ritas av en elektron, som en enorm trasslig knut. Varje ögonblick är en del av rymden och korsar varandra med världslinjen ansluten i en nod många gånger. Vid korsningspunkterna riktas hälften av linjerna framåt i tiden och hälften riktas bakåt. Wheeler föreslog att dessa omvända sektioner representerar elektronens antipartikel, positronen.
Attack av klonerna
Kampanjvideo:
Kvantiteter finns utanför rymdtiden och upptar inte tredimensionella positioner. Du kan till och med säga (men med stor omsorg) att rymden och tiden själva skapas av kvantas interaktioner, nämligen genom kvantförvirring, vilket har bekräftats experimentellt. Dessutom kan tiden i ett "förvirrat" universum bara vara en illusion. Och detta leder oss till en annan viktig fråga: vad innebär sammanfiltring av alla partiklar? Vad betyder existens utanför rymden och tiden för en elektron?
Föreställ dig att en partikel rör sig otroligt snabbt i tidens universums mycket tidiga stadier. Den reser så långt in i framtiden att den "kraschar" in i "väggen" (låt det vara slutet på universums expansion, där partikeln inte längre kan "röra sig" i entropi) och studsar tillbaka i tiden, där den "kraschar" in i Big Bang, varifrån hon startade först. Genom att upprepa denna process om och om igen med mycket hög hastighet skapas kloner av samma partikel - i vårt fall en elektron - och det ser ut som om det finns biljoner partiklar och de finns överallt.
John Archibald Wheeler.
Om detta är för svårt, låt oss prova ett nytt tankeexperiment.
Om du på måndag gick tillbaka i tid på söndagen och återvände hem, och sedan upprepade denna process hela veckan (fram till fredag), skulle du hamna med fem exemplar av dig själv på samma söndag! Föreställ dig nu att elektronen gör dessa biljoner gånger, och "söndag" är den moderna eran i universum.
Det handlade om detta koncept av "positron" (en elektronpartiklar) som Richard Feynman talade om. Lite senare använde den teoretiska fysikern Yoichiro Nambu det på hela generationen och förintelsen av partikel-antipartikelpar i sin artikel publicerad 1950, där han konstaterade att”den möjliga skapelsen och förintelsen av par som kan uppstå vid varje given tidpunkt inte är skapelse och inte förintelse, utan bara en förändring i riktningen för att flytta partiklar från det förflutna till framtiden eller från framtiden till det förflutna."
Detta kan också vara orsaken till att det är omöjligt att samtidigt ta reda på både elektronens drivkraft och dess position (enligt Heisenbergs osäkerhetsprincip). För att förstå varför Wheeler tänkte på elektroner på detta sätt måste vi ta hänsyn till deras egenskaper.
Enelektronuniversum
Kvanta är inte som de "föremål" som alla känner till. Kvantvärlden är i allmänhet konstig, Richard Feynman sa själv om den:”Jag tror att jag säkert kan säga att ingen förstår kvantmekanik”.
Elektroner har en vågpartikeldualitet. Detta innebär att de kan bete sig både som partiklar och som vågor, beroende på interaktionen. För att konceptualisera kvanta mer exakt bör vågtillståndet betraktas som ett område med sannolikhet, som vi skriver i form av ett interferensmönster, och tillståndet för en partikel är själva sannolikheten som kollapsade till en interaktionspunkt.
Interferensmönster i experimentet med två slitsar.
Enligt General Relativity (GTR) är rymden och tiden en, men när det gäller GTR med kvantmekanik har teoretiker och kosmologer problem. Men de vet att universums ursprung i den moderna kosmologiska modellen är singulariteten - ett tidlöst tillstånd i rymden, och det finns fortfarande ingen fullständig förståelse av detta faktum.
Det kan inte sägas med säkerhet att det fanns en singularitet före Big Bang - som skulle skapa en motsägelse genom att placera det tidlösa i "tid". Dessutom har tidlösa inte ett tillfälligt förhållande, det kan inte existera före eller efter något. Den allmänna relativitetsteorin säger att tid och rum är ett tyg, vilket innebär att rymden inte kan ha sin egen separata tid och att tiden inte kan ha sitt eget separata utrymme.
Kvantiteter har vissa likheter med Big Bang: singularitet: båda representerar tidlös, rymdlös energi. Eftersom de är både tidlösa och extradimensionella är de oskiljaktiga, eftersom själva begreppet separering finns i rymdtidskontinuummet.
Kvantrelativitet
Om kvanta och singularitet är oskiljbara är de en och samma. Detta leder oss till en annan viktig punkt. Singulariteten försvann inte i en explosion för miljarder år sedan. Quanta är en singularitet som interagerar med sig själv. Då visar det sig bokstavligen att allt är ett. Detta är kvantrelativitet.
Du kanske frågar, hur är det med tyngdkraften? Allmän relativitet säger att tyngdkraften är en geometrisk egenskap för rum och tid, och experimentella bevis visar att rymden och tiden är biprodukter av kvantförvirring. Forskare har nyligen upptäckt att vissa geometriska modeller kan användas för att förenkla beräkningarna av kvantinteraktioner och kvantförvirring. Du behöver inte gå långt för att anta att den geometri som skapar tyngdkraften faktiskt är en egenskap hos kvantregioner med sannolikhet.
Kvantförvirring i konstnärens syn.
Kvantförvirring kringgår hastighetsgränserna vid vilka information kan överföras. Interaktioner mellan intrasslade partiklar inträffar direkt, oavsett hur långt de är från varandra. Topologiskt sett gör detta faktum möjligt att anta att det inte finns något utrymme mellan dem. Är tiden verklig eller är det bara en illusion av uppfattning som skapas av observatören? Är rymden lika illusion som tiden?
Det enda alternativet där elektronen samtidigt kan vara "här" och "där" är om separationen av förflutna, nutid och framtid är illusorisk. Om det finns något primärt tyg på vilket allt händer på samma gång, kan en elektron likna trådarna i stickade saker med hjälp av vilket tyg är vävt. Men naturligtvis har denna hypotese sina egna allvarliga problem och frågor.
Kritik och kontrovers
Saknas antimateria. I Wheelers universum bör vi ha lika många positroner och elektroner, men i verkligheten är detta inte fallet. Det finns oerhört fler elektroner än positroner. Enligt Feynman diskuterade han denna fråga med Wheeler och den senare föreslog att de saknade positronerna kunde döljas i protoner (med hjälp av positron capture).
Dessutom finns det sådant som andra egenskaper hos elektroner. Dessa partiklar utsätts för sönderfall. När det gäller en elektron skulle antalet reinkarnerade universum växa mer och mer och bli mindre stabilt.
Resultat
Teorin om ett enelektronuniversum låter spännande och intressant, men det är omöjligt att bevisa det. Till de teoriproblem som beskrivs ovan kan man lägga till frågan varför antalet elektroner i universum är begränsat och inte tvärtom? Dessa enkla men grafiska exempel kasta tvivel på hela hypotesen.
Men om teorin är korrekt, vad kan det annars betyda för oss? Kanske är alla andra partiklar - från protoner till neutroner och till och med exotiska partiklar som neutrinoer - bara en partikel som reser fram och tillbaka i tid. Detta i sin tur skulle innebära att vi inte bara består av samma partiklar, utan faktiskt består var och en av oss av en proton, en neutron och en elektron.
Feynman själv, som han medgav, tog aldrig Wheelers idé på allvar, men det var hon som gav honom idén att en elektron och en positron är anslutna. Baserat på det faktum att dessa partiklar bara skiljer sig åt varandra, visade forskaren att om du startar en elektron tillbaka längs tidsaxeln, kommer den att vara helt identisk med en positron. Naturligtvis är detta inte sant, utan bara en fysisk tolkning av fenomenet. 25 år efter spekulationer om enelektronuniversumet, fick Feynman 1965 Nobelpriset i fysik.
Den kanske viktigaste läran från teorin om enelektronuniversum är att oavsett hur bisarra och omöjlig en idé kan verka, vet du aldrig vad den kan leda till förrän du undersöker den.
Vladimir Guillen
