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Was die Theorie der vielen Welten in der Physik bedeutet

Was die Theorie der vielen Welten in der Physik bedeutet

Die Interpretation vieler Welten (MWI) ist eine Theorie innerhalb der Quantenphysik. die die Tatsache erklären soll, dass das Universum einige nicht deterministische Ereignisse enthält, aber die Theorie selbst beabsichtigt, vollständig deterministisch zu sein. Bei dieser Interpretation teilt sich das Universum jedes Mal, wenn ein „zufälliges“ Ereignis stattfindet, zwischen den verschiedenen verfügbaren Optionen auf. Jede einzelne Version des Universums enthält ein anderes Ergebnis dieses Ereignisses. Anstelle einer kontinuierlichen Zeitachse sieht das Universum unter der Interpretation vieler Welten eher aus wie eine Reihe von Zweigen, die sich von einem Ast eines Baumes abspalten.

Beispielsweise gibt die Quantentheorie die Wahrscheinlichkeit an, dass ein einzelnes Atom eines radioaktiven Elements zerfällt, aber es gibt keine Möglichkeit, genau zu sagen, wann (innerhalb dieser Wahrscheinlichkeitsbereiche) dieser Zerfall stattfinden wird. Wenn Sie eine Reihe von Atomen radioaktiver Elemente hätten, die innerhalb einer Stunde eine 50% ige Chance haben, zu zerfallen, würden in einer Stunde 50% dieser Atome zerfallen. Die Theorie sagt jedoch nichts genau darüber aus, wann ein bestimmtes Atom zerfallen wird.

Nach der traditionellen Quantentheorie (der Kopenhagener Interpretation) kann bis zur Messung eines bestimmten Atoms nicht festgestellt werden, ob es zerfallen ist oder nicht. Tatsächlich müssen Sie laut Quantenphysik die Atome behandeln, wenn sie sich in einer Überlagerung von Zuständen befinden – sowohl zerfallen als auch nicht zerfallen. Dies gipfelt in dem berühmten Schroedinger-Katzengedankenexperiment. das die logischen Widersprüche beim Versuch zeigt, die Schroedinger-Wellenfunktion wörtlich anzuwenden.

Die Interpretation vieler Welten nimmt dieses Ergebnis und wendet es wörtlich an, die Form des Everett-Postulats:

Everett-Postulat
Alle isolierten Systeme entwickeln sich nach der Schrödinger-Gleichung

Wenn die Quantentheorie anzeigt, dass das Atom sowohl zerfallen als auch nicht zerfallen ist, dann kommt die Interpretation vieler Welten zu dem Schluss, dass es zwei Universen geben muss: eines, in dem das Teilchen zerfällt, und eines, in dem es nicht zerfällt. Das Universum verzweigt sich daher jedes Mal, wenn ein Quantenereignis stattfindet, und erzeugt eine unendliche Anzahl von Quantenuniversen.

Tatsächlich impliziert das Everett-Postulat, dass das gesamte Universum (als ein einzelnes isoliertes System) kontinuierlich in einer Überlagerung mehrerer Zustände existiert. Es gibt keinen Punkt, an dem die Wellenfunktion jemals innerhalb des Universums zusammenbricht, da dies bedeuten würde, dass ein Teil des Universums nicht der Schrödinger-Wellenfunktion folgt.

 

Geschichte der Interpretation vieler Welten

Die Interpretation vieler Welten wurde 1956 von Hugh Everett III in seiner Doktorarbeit The Theory of the Universal Wave Function erstellt . Es wurde später durch die Bemühungen des Physikers Bryce DeWitt populär gemacht. In den letzten Jahren war einige der beliebtesten Arbeiten von David Deutsch, der die Konzepte aus der Interpretation vieler Welten als Teil seiner Theorie zur Unterstützung von Quantencomputern angewendet hat .

Obwohl nicht alle Physiker der Interpretation vieler Welten zustimmen, gab es informelle, unwissenschaftliche Umfragen, die die Idee stützten, dass es sich um eine der dominierenden Interpretationen handelt, an die Physiker glauben und die wahrscheinlich direkt hinter der Interpretation und Dekohärenz von Kopenhagen stehen. ( Ein Beispiel finden Sie in der Einleitung dieses Max-Tegmark-Papiers. Michael Nielsen schrieb 2004 einen Blog-Beitrag (auf einer Website, die nicht mehr existiert), der – vorsichtig – darauf hinweist, dass die Interpretation vieler Welten nicht nur von vielen Physikern akzeptiert wird, sondern auch war auch die am meisten abgelehnte Interpretation der Quantenphysik. Gegner sind nicht nur anderer Meinung, sie lehnen dies grundsätzlich aktiv ab.) Es ist ein sehr kontroverser Ansatz, und die meisten Physiker, die in der Quantenphysik arbeiten, scheinen zu glauben, dass sie Zeit damit verbringen, Fragen zu stellen Die (im Wesentlichen nicht testbaren) Interpretationen der Quantenphysik sind Zeitverschwendung.

 

Andere Namen für die Interpretation vieler Welten

Die Interpretation vieler Welten hat mehrere andere Namen, obwohl die Arbeit von Bryce DeWitt in den 1960er und 1970er Jahren den Namen „viele Welten“ populärer gemacht hat. Einige andere Namen für die Theorie sind die relative Zustandsformulierung oder die Theorie der universellen Wellenfunktion.

Nicht-Physiker verwenden manchmal die allgemeineren Begriffe Multiversum, Megaverse oder Paralleluniversum, wenn sie von der Interpretation vieler Welten sprechen. Diese Theorien umfassen normalerweise Klassen physikalischer Konzepte, die mehr als nur die Arten von „Paralleluniversen“ abdecken, die durch die Interpretation vieler Welten vorhergesagt werden.

 

Viele Welten Interpretationsmythen

In der Science-Fiction haben solche Paralleluniversen die Grundlage für eine Reihe großartiger Handlungsstränge geschaffen, aber Tatsache ist, dass keines davon aus einem sehr guten Grund eine starke Grundlage in wissenschaftlichen Fakten hat:

Die Interpretation vieler Welten erlaubt in keiner Weise die Kommunikation zwischen den von ihr vorgeschlagenen Paralleluniversen.

Einmal gespaltene Universen sind völlig verschieden voneinander. Auch hier haben Science-Fiction-Autoren sehr kreativ Wege gefunden, um dies zu umgehen, aber ich kenne keine solide wissenschaftliche Arbeit, die gezeigt hat, wie parallele Universen miteinander kommunizieren können.

Hrsg. Von Anne Marie Helmenstine

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