Kan du tänka dig hur det skulle vara? Carlos Fernandez/Getty Images 1954, en ung doktorand vid Princeton University vid namn Hugh Everett III kom med en radikal idé:Att det finns parallella universum, precis som vårt universum. Dessa universum är alla relaterade till vårt; verkligen, de avgrenar sig från vårt, och vårt universum är förgrenat från andra. Inom dessa parallella universum, våra krig har fått andra resultat än de vi känner. Arter som är utdöda i vårt universum har utvecklats och anpassats i andra. I andra universum, vi människor kan ha utrotats.
Denna tanke förvirrar sinnet och ändå, det är fortfarande begripligt. Föreställningar om parallella universum eller dimensioner som liknar våra egna har dykt upp i science fiction -verk och har använts som förklaringar till metafysik. Men varför skulle en ung framväxande fysiker eventuellt riskera sin framtida karriär genom att lägga fram en teori om parallella universum?
Med hans Många världar teori , Everett försökte svara på en ganska kladdig fråga relaterad till kvantfysik :Varför uppträder kvantämnet oregelbundet? Kvantnivån är den minsta som vetenskapen hittat hittills. Studiet av kvantfysik började 1900, när fysikern Max Planck först introducerade konceptet för den vetenskapliga världen. Plancks studie av strålning gav några ovanliga fynd som motsäger klassiska fysiska lagar. Dessa fynd tyder på att det finns andra lagar som fungerar i universum, fungerar på en djupare nivå än den vi känner.
InnehållI ganska kort ordning, fysiker som studerade kvantnivån märkte några märkliga saker om denna lilla värld. För en, partiklarna som finns på denna nivå har ett sätt att anta olika former godtyckligt. Till exempel, forskare har observerat fotoner - små ljuspaket- fungerar som partiklar och vågor. Även en enda foton uppvisar denna formförskjutande [källa:Brown University]. Tänk om du såg ut och agerade som en solid människa när en vän tittade på dig, men när han tittade tillbaka igen du hade tagit en gasform.
Detta har blivit känt som Heisenbergs osäkerhetsprincip . Fysikern Werner Heisenberg föreslog att bara genom att observera kvantämne, vi påverkar beteendet i den saken. Således, vi kan aldrig vara helt säkra på ett kvanteobjekts natur eller dess attribut, som hastighet och plats.
Denna idé stöds av Köpenhamns tolkning av kvantmekanik. Ställd av den danska fysikern Niels Bohr, denna tolkning säger att alla kvantpartiklar inte existerar i ett eller annat tillstånd, men i alla dess möjliga tillstånd på en gång. Summan av möjliga tillstånd för ett kvanteobjekt kallas dess vågfunktion . Tillståndet för ett objekt som existerar i alla dess möjliga tillstånd på en gång kallas dess överlagring .
Enligt Bohr, när vi observerar ett kvanteobjekt, vi påverkar dess beteende. Observation bryter ett objekts superposition och tvingar i huvudsak objektet att välja ett tillstånd från dess vågfunktion. Denna teori redogör för varför fysiker har tagit motsatta mätningar från samma kvanteobjekt:Objektet "valde" olika tillstånd under olika mätningar.
Bohrs tolkning var allmänt accepterad, och är fortfarande av en stor del av kvantgemenskapen. Men på sistone, Everetts teori om många världar har fått allvarlig uppmärksamhet. Läs nästa sida för att ta reda på hur tolkningen av många världar fungerar.
Unga Hugh Everett höll med om mycket av vad den mycket respekterade fysikern Niels Bohr hade föreslagit om kvantvärlden. Han höll med tanken på superposition, liksom med begreppet vågfunktioner. Men Everett var oense med Bohr i ett viktigt avseende.
Till Everett, mätning av ett kvanteobjekt tvingar det inte till ett eller annat begripligt tillstånd. Istället, en mätning av ett kvanteobjekt orsakar en verklig splittring i universum. Universum är bokstavligen duplicerat, delas upp i ett universum för varje möjligt resultat från mätningen. Till exempel, säg att ett föremåls vågfunktion är både en partikel och en våg. När en fysiker mäter partikeln, det finns två möjliga resultat:Det kommer antingen att mätas som en partikel eller en våg. Denna skillnad gör Everetts teori om många världar en konkurrent till Köpenhamns tolkning som en förklaring till kvantmekanik.
När en fysiker mäter föremålet, universum delas upp i två distinkta universum för att rymma vart och ett av de möjliga resultaten. Så en forskare i ett universum finner att objektet har mätts i vågform. Samma vetenskapsman i det andra universum mäter objektet som en partikel. Detta förklarar också hur en partikel kan mätas i mer än ett tillstånd.
Hur oroväckande det än låter, Everetts tolkning av många världar har konsekvenser utöver kvantnivån. Om en åtgärd har mer än ett möjligt resultat, då - om Everetts teori är korrekt - splittras universum när den åtgärden vidtas. Detta gäller även när en person väljer att inte göra något.
Det betyder att om du någonsin har befunnit dig i en situation där döden var ett möjligt resultat, sedan i ett universum parallellt med vårt, du är död. Detta är bara en anledning till att vissa tycker att många-världens tolkning är störande.
En annan störande aspekt av många-världens tolkning är att den undergräver vårt tidsbegrepp som linjärt. Tänk dig en tidslinje som visar Vietnamkrigets historia. Snarare än en rak linje som visar anmärkningsvärda händelser som går framåt, en tidslinje baserad på tolkningen av många världar skulle visa varje möjligt resultat av varje åtgärd. Därifrån, varje eventuellt utfall av de åtgärder som vidtagits (som ett resultat av det ursprungliga resultatet) skulle ytterligare beskrivas.
Men en person kan inte vara medveten om sitt andra jag - eller ens hans död - som finns i parallella universum. Så hur skulle vi någonsin kunna veta om teorin om många världar är korrekt? Försäkran om att tolkningen är teoretiskt möjlig kom i slutet av 1990 -talet från en tankeexperiment - ett inbillat experiment som används för att teoretiskt bevisa eller motbevisa en idé- kallat kvantmord. (Du kan lära dig mer om det i How Quantum Suicide Works.)
Detta tankeexperiment förnyade intresset för Everetts teori, som under många år betraktades som skräp. Eftersom det visade sig att många världar var möjliga, fysiker och matematiker har syftat till att undersöka teorins konsekvenser på djupet. Men tolkningen av många världar är inte den enda teorin som försöker förklara universum. Det är inte heller den enda som föreslår att det finns universum parallella med våra egna. Läs nästa sida för att luta dig om strängteori.
Dr Michio Kaku, upphovsmannen till strängteorin Ted Thai/Time Life Pictures/Getty Images Many-Worlds-teorin och Köpenhamns tolkning är inte de enda konkurrenterna som försöker förklara universums grundnivå. Faktiskt, kvantmekanik är inte ens det enda fältet inom fysiken som letar efter en sådan förklaring. De teorier som har kommit fram från studiet av subatomär fysik är fortfarande teorier. Detta har gjort att studieområdet har delats på ungefär samma sätt som psykologins värld. Teorier har anhängare och kritiker, liksom de psykologiska ramar som Carl Jung föreslagit, Albert Ellis och Sigmund Freud.
Sedan deras vetenskap utvecklades, fysiker har engagerat sig omvänd teknik universum - de har studerat vad de kunde observera och arbetat bakåt mot mindre och mindre nivåer av den fysiska världen. Genom att göra det här, fysiker försöker nå den sista och mest grundläggande nivån. Det är denna nivå, de hoppas, som kommer att fungera som grunden för att förstå allt annat.
Efter hans berömda relativitetsteori, Albert Einstein tillbringade resten av sitt liv på jakt efter den sista nivån som skulle svara på alla fysiska frågor. Fysiker hänvisar till denna fantomteori som Teori om allt . Kvantfysiker tror att de är på spåret att hitta den slutliga teorin. Men ett annat fysikfält tror att kvantnivån inte är den minsta nivån, så det kunde därför inte tillhandahålla teorin om allt.
Dessa fysiker vänder sig istället till en teoretisk subkvantumnivå som kallas strängteori för svaren på hela livet. Det fantastiska är att genom sin teoretiska undersökning, dessa fysiker, som Everett, har också dragit slutsatsen att det finns parallella universum.
Strängteorin härstammade av den japansk-amerikanska fysikern Michio Kaku. Hans teori säger att de väsentliga byggstenarna för all materia såväl som alla de fysiska krafterna i universum - liksom gravitationen - existerar på subkvantumnivå. Dessa byggstenar liknar små gummiband - eller strängar - som utgör kvarker (kvantpartiklar), och i sin tur elektroner, och atomer, och celler och så vidare. Exakt vilken typ av materia som skapas av strängarna och hur den materien beter sig beror på vibrationerna i dessa strängar. Det är på detta sätt som hela vårt universum är sammansatt. Och enligt strängteori, denna komposition sker över 11 separata dimensioner.
Som teorin om många världar, strängteori visar att parallella universum existerar. Enligt teorin, vårt eget universum är som en bubbla som finns tillsammans med liknande parallella universum. Till skillnad från många-världens teori, strängteori antar att dessa universum kan komma i kontakt med varandra. Strängteori säger att gravitationen kan flöda mellan dessa parallella universum. När dessa universum interagerar, en Big Bang som den som skapade vårt universum inträffar.
Medan fysiker har lyckats skapa maskiner som kan upptäcka kvantämne, subkvantumsträngarna återstår att observera, vilket gör dem - och teorin som de bygger på - helt teoretiska. Det har diskrediterats av vissa, även om andra tror att det är korrekt.
Så finns det verkligen parallella universum? Enligt teorin om många världar, vi kan inte riktigt vara säkra, eftersom vi inte kan vara medvetna om dem. Strängteorin har redan testats minst en gång - med negativa resultat. Dr Kaku tror fortfarande att parallella dimensioner existerar, dock [källa:The Guardian].
Einstein levde inte tillräckligt länge för att se sin strävan efter Theory of Everything upptagen av andra. Sedan igen, om många världar har rätt, Einstein lever fortfarande i ett parallellt universum. Kanske i det universum, fysiker har redan hittat Theory of Everything.
För mer information om parallella universum, besök länkarna som följer.
