Если кротовые норы существуют, можно ли путешествовать сквозь них?

Пульсары: фактор маяка

По сути пульсар – это быстро вращающаяся нейтронная звезда. Нейтронная звезда – это сильноуплотненное ядро мертвой звезды, оставшееся после взрыва сверхновой. Эта нейтронная звезда обладает мощным магнитным полем. Это магнитное поле около одного триллиона раз сильнее магнитного поля Земли . Магнитное поле заставляет нейтронную звезду излучать от ее северного и южного полюсов сильные радиоволны и радиоактивные частицы. Эти частицы могут включать в себя различные излучения, в том числе и видимый свет.

Пульсары, которые излучают мощные гамма-лучи, известны как пульсары гамма-лучей. Если нейтронная звезда располагается своим полюсом к Земле, то мы можем видеть радиоволны каждый раз, как только один из полюсов попадает в наш ракурс. Этот эффект очень похож на эффект маяка. Неподвижному наблюдателю кажется, что свет вращающегося маяка постоянно мигает, то пропадая, то появляясь опять. Таким же образом нам кажется, что пульсар мигает, когда он вращается своими полюсами относительно Земли. Разные пульсары издают импульсы разной скорости, в зависимости от размера и массы нейтронной звезды. Иногда пульсар может иметь спутника. В некоторых случаях он может притягивать своего спутника, что заставляет вращаться его еще быстрее. Самые быстрые пульсары могут издавать более ста импульсов в секунду.

Ссылки[править | править код]

  • Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена в Циклопедии.
  • «Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена». Virtual Laboratory Wiki. Retrieved 2009-26-06.
  • Действительность и мир квантов (русск.) — глава из книги П. Дэвиса «Суперсила»
  • Статья в УФН «Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным?» (русск.) Перевод на русский язык оригинальных работ Эйнштейна, Подольского, Розена и Бора; вступительная статья В.А. Фока
  • Куракин П. В., Скрытые параметры и скрытое время в квантовой теории, 2004
  • Парадокс ЭПР в конспекте лекций Вятчанин С.П., Халили Ф.Я. Основы квантовой информатики

Странности Вселенной

Итак, планеты вращаются вокруг Солнца, потому что оно создает форму чаши в ткани пространства. (Проще всего представить планеты в виде шариков, которые кружат вокруг и внутри этой чащи). Черные дыры, в свою очередь, искривляют пространство-время в пропасти настолько глубокие, что ничто не может покинуть их. Но пространство-время может также изгибаться в другие странные формы, например в туннели.

Червоточина, показанная здесь, представляет собой туннель в пространстве-времени, соединяющий различные части Вселенной.

Эти туннели или червоточины, могли бы обеспечить кратчайший путь между двумя удаленными местами в пространстве и времени или между двумя разными вселенными. Пространство-время может искривляться, но оно также может колебаться. Эти волны называются гравитационными и могут указывать на червоточины.

Сквозь кротовую нору

С тех пор как Альберт Эйнштейн опубликовал Общую теорию относительности, у нас появился математический язык для описания и представления этих фантастических структур. Тогда, однако, ученые называли их «одномерными трубами» и просто «мостами» – фактически, термин «мост Эйнштейна–Розена» все еще используется, местами заменяя термин «червоточина» (Натан Розен — израильский физик).

Представьте себе червя, прогрызающего себе путь через яблоко или кусок дерева? Образовавшийся в результате туннель, соединяющий одну часть поверхности с другой, более удаленной частью, является идеальной метафорой для чего-то, что может соединять отдаленные места во Вселенной. И поскольку Эйнштейн показал, что пространство и время фундаментально взаимосвязаны, путешествие через червоточину может не только привести нас в другое далекое место, но и послужить кратчайшим путем в другое время.

Червоточины – это своего рода туннели в пространстве-времени

Неудивительно, что идея червоточен так популярна в научной фантастике. В реальной жизни ничто не способно превысить скорость света. Это означает, что солнечному свету требуется более 5 часов, чтобы добраться до Плутона и годы, чтобы достичь других звездных систем. А в научно-фантастических книгах и фильмах герои редко тратят столько времени на перемещение по космосу. Таким образом, червоточины – это идеальный способ обойти ограничение скорости Эйнштейна и заставить героев и злодеев путешествовать по галактике в разумные сроки. Кроме того, они позволяют элементу путешествия во времени войти в сюжетную линию, не нарушая никаких законов физики. Но могут ли реальные люди также воспользоваться преимуществами червоточин?

Кем нора «вырыта» сегодня?

Сложности исследования и гипотетического создания кротовых нор связаны со спецификой уравнений Эйнштейна и поиском той самой экзотической материи. Но ученые продолжают «копать», пусть и работа над всесторонним изучением решений уравнений гравитации и их технической реализацией займет не одно столетие.

«Недавно удалось найти несколько интересных решений, вроде кротовых нор, для которых достаточно и обычной материи. Их предложил профессор Хуан Малдасена из Принстона в соавторстве с бывшими студентами МФТИ Федором Поповым и Алексеем Милехиным. У этих решений есть недостатки с точки зрения реализации быстрых космических путешествий. Но не исключено, что в будущем получится найти кротовые норы с обычной материей, имеющие достаточно большие размеры и существующие достаточно долго. Если это удастся, то останется преодолеть технологические сложности — создать такую нору на практике, чтобы в нее смог пролететь космический корабль», — добавил Ахмедов.

Аргумент EPR

Аргумент EPR, представленный в 1935 году, основан на следующих рассуждениях.

Прежде всего, следует помнить, что принцип неопределенности (или неопределенности) запрещает знать одновременно точное значение двух физических величин, которые считаются несовместимыми, обычно скорости и положения частицы. Чем точнее измеряется одна величина, тем более неопределенным является мера другой.

Как следствие этого принципа, EPR выводит два взаимоисключающих утверждения:

  1. Описание реальности, данное квантовой механикой, не является полным.
  2. Две несовместимые физические величины одновременно не имеют объективной реальности.

Копенгагенская интерпретация приводит к выводу, что 2) верно и 1) ложно, в то время как EPR намерен продемонстрировать, что 1) верно и 2) ложно.

Для этого они проводят мысленный эксперимент, который приводит к одновременному определению двух неотключаемых физических величин и, следовательно, к выводу, что 2) ложно и, следовательно, 1) верно, причем эти два утверждения взаимоисключающие.

Чтобы продемонстрировать, что пункт 2) неверен, важно точно определить, что такое понятие «реальность» физической величины (например, «положение»). ЭПР выделяют достаточное состояние «реальности»:. Если, никоим образом не нарушая состояния системы, значение физической величины этой системы можно предсказать с вероятностью, равной 1, то существует элемент реальности, соответствующий этой физической величине

Если, никоим образом не нарушая состояния системы, значение физической величины этой системы можно предсказать с вероятностью, равной 1, то существует элемент реальности, соответствующий этой физической величине.

Аргумент, предложенный в 1935 году, касался измерения положения и скорости пары частиц. Дэвид Бом применил его к измерению спинов этих частиц, а затем Дэвид Мермин  (in) к измерению поляризации пары фотонов.

Пусть два фотона P1 и P2 запутаны так, чтобы иметь полный угловой момент, равный нулю (антикоррелированные спины). В рассуждениях используются две неотключаемые физические величины: 1) спин, измеренный в одном направлении Sx, 2) спин, измеренный в другом направлении Sz.

Если P1 измеряется вдоль Sx, то, никоим образом не нарушая P2 (мы предполагаем принцип локальности ), мы обязательно знаем измерение P2 вдоль этой оси (наоборот).

Точно так же, если P2 измеряется вдоль Sz, то, никоим образом не нарушая P1 , мы обязательно знаем измерение P1 вдоль этой оси (также наоборот).

Следовательно, измерение P1 по одной оси и P2 по другой позволяет с уверенностью предсказать значение двух физических величин. Следовательно, эти две величины имеют объективную реальность, и поэтому 2) неверно и 1) верно.

Это парадокс, изначально сформулированный EPR.

Последствия изучения феномена

Парадокс Ейнштена-Подольского-Розена оказал значительное влияние на развитие квантовой теории. Во-первых, он расширил фундаментальность понятия измерения в квантовой механике и доказал недопустимость применения классических понятий для описания квантовых объектов. К публикации парадокса измерения часто рассматривалось просто как физическое воздействие на измеряемый объект. Решение парадокса ЭПР доказал, что «измерения» параметров квантовых объектов можно осуществлять без непосредственного влияния, за счет измерения над удаленным коррелированным объектом.

Именно этот парадокс стимулировал развитие ряда новых понятий и исследований спутанных квантовых состояний. Сейчас разрабатываются технологии, основанные на квантово-коррелированных состояниях объектов. Например, в квантовой криптографии, спутанные частицы применяют для контроля целостности передачи информации.

Люди, внёсшие вклад в развитие теории

Джон Арчибальд Уилер. Ввёл в физику само понятие кротовой норы включая её название (wormhole). Развил теорию заряда без заряда, по которой электрического заряда как отдельной субстанции не существует, а то, что мы воспринимаем как заряженные частицы, суть горловины микроскопических кротовин, пронизанных электрическим полем.

Кип Торн и Майкл Моррис

Привлекли внимание к связи между существованием кротовых нор и нарушением причинности.
Мэтт Виссер. Опубликовал этапную книгу Lorentzian wormholes: from Einstein to Hawking, в которой подведены итоги развития теории кротовых нор к 1995 г.
Сергей Сушков

Выдвинул идею самоподдерживающейся кротовой норы, которая удерживается от коллапса поляризацией вакуума, вызванной геометрией этой норы.

Сергей Красников показал, что пустые кротовые норы, возникшие в ранней Вселенной, могут оставаться проходимыми в течение макроскопического времени за счёт механизма Сушкова.

Никола́й Семёнович Кардашёв популяризировал идею, что в центре галактик находятся не массивные чёрные дыры, а устья кротовых нор.

Громоздкий энтузиазм

Примерно в то же время была организована конференция в Кордове . Эта конференция, которая началась с желания представить исследователям в других областях возможные грозные последствия таких эффектов, в конечном итоге способствовала размыванию реальных последствий этих экспериментов.

Физик и философ науки Этьен Кляйн дает романтическую метафору для эффекта ЭПР:

Эта интерпретация не так уж лишена научного интереса, как кажется: Кляйн в своей работе по популяризации всегда пытался показать, как явления квантовой физики, считающиеся парадоксами этой дисциплины, напоминают очень знакомые эффекты.

Джон Стюарт Белл , со своей стороны, был очарован близнецами , о которых он часто говорил со своими коллегами, когда готовил свою работу по квантовой запутанности . Случай близнецов Джимов , разлученных при рождении, но проживших странно «запутанную» жизнь, особенно его удивил.

Для Дэвида Бома этот энтузиазм обременительный, потому что он вызывает опасения у некоторых ученых относительно их исторической роли по отношению к примитивным верованиям и магии , где принцип нелокальности играет ключевую роль:

Распространенная ошибка, заключающаяся в том, что эффект ЭПР может использоваться для мгновенной передачи информации, широко распространена даже в литературе: в « На перекрестке миров» шпионы общаются (в том числе между различными параллельными вселенными ) с устройствами, использующими этот эффект.

Путешествия во времени

Если существуют проходимые червоточины, они могут позволить путешествие во времени. Предлагаемая машина времени, использующая проходимую червоточину, гипотетически будет работать следующим образом: один конец червоточины ускоряется до околосветовой скорости, возможно, с помощью какой-то продвинутой двигательной установки, а затем возвращается в исходную точку. Другой способ состоит в том, чтобы взять один вход в червоточину и переместить его в гравитационное поле объекта с большей гравитацией, чем второй вход, а затем вернуть его в положение рядом со вторым входом. Для обоих этих методов замедление времени приводит к тому, что для внешнего наблюдателя перемещаемый конец червоточины стареет меньше или становится «моложе» неподвижного конца. Так как время соединяется через червоточину иначе, чем снаружи, то синхронизированные часы на любом конце червоточины всегда будут оставаться синхронизированными для наблюдателя, проходящего через червоточину, независимо от движения концов. Это означает, что наблюдатель, входящий в «молодой» конец, выйдет из более «старого» конца во время, равное возрасту более «молодого» конца, что переместит его назад во времени с точки зрения внешнего наблюдателя. Одним существенным ограничением такой машины времени является то, что назад во времени можно переместиться только до момента создания этой машины.

В 1993 году Мэтт Виссер утверждал, что два устья червоточины с такой индуцированной разностью часов не могут быть объединены без индукции квантового поля и гравитационных эффектов, которые либо разрушат червоточину, либо два устья будут отталкивать друг друга, или, в противном случае, будет невозможна передача информации через червоточину. Из-за этого два выхода невозможно будет расположить достаточно близко для получения нарушения причинности. Однако в статье 1997 года Виссер предположил, что сложная конфигурация «кольца Романа (англ.)русск.» (названная в честь Тома Романа) из N червоточин, расположенных в симметричном многоугольнике, все ещё может работать как машина времени, хотя он и пришёл к выводу, что это скорее всего недостаток в классической квантовой теории гравитации, а не доказательство того, что возможно нарушение причинности.

Локальность в парадоксе ВЭД

Локальность имеет несколько разных значений в физике. EPR описывает принцип локальности как утверждение, что физические процессы, происходящие в одном месте, не должны иметь немедленного воздействия на элементы реальности в другом месте. На первый взгляд, это кажется разумным предположением, так как это кажется следствием специальной теории относительности , которая утверждает, что энергия никогда не может передаваться быстрее скорости света без нарушения причинности ; однако оказывается, что обычные правила комбинирования квантово-механического и классического описаний нарушают принцип локальности ЭПР без нарушения специальной теории относительности или причинности. Причинность сохраняется, потому что Алиса не может передавать сообщения (т. Е. Информацию) Бобу, манипулируя своей осью измерения. Какую бы ось она ни использовала, у нее есть 50% -ная вероятность получения «+» и 50% -ная вероятность получения «-», совершенно случайно ; согласно квантовой механике, для нее принципиально невозможно повлиять на то, какой результат она получит. Более того, Боб может выполнить свое измерение только один раз : есть фундаментальное свойство квантовой механики, теорема о запрете клонирования , которая не позволяет ему сделать произвольное количество копий полученного электрона, выполнить измерение спина. на каждом и посмотрите на статистическое распределение результатов. Следовательно, в одном измерении, которое ему разрешено сделать, существует 50% вероятность получения «+» и 50% получения «-», независимо от того, совмещена ли его ось с осью Алисы.

Таким образом, результаты мысленного эксперимента ЭПР не противоречат предсказаниям специальной теории относительности. Ни парадокс ЭПР, ни какой-либо квантовый эксперимент не демонстрируют, что сверхсветовая передача сигналов возможна; однако принцип локальности сильно апеллирует к физической интуиции, и Эйнштейн, Подольский и Розен не хотели отказываться от него. Эйнштейн высмеивал предсказания квантовой механики как « жуткое действие на расстоянии ». Они пришли к выводу, что квантовая механика не является законченной теорией.

Кротовая нора в космосе. Теория кротовой норы

Согласно теории относительности, ничто не может двигаться быстрее света. Значит, ничто не может выбраться за пределы этого гравитационного поля, попав в него. Область пространства, из которой нет выхода, и называют черной дырой. Ее граница определяется траекторией световых лучей, которые первыми потеряли возможность вырваться наружу. Она называется горизонтом событий черной дыры. Пример: глядя из окна, мы не видим, что находится за горизонтом, так и условный наблюдатель не может понять, что происходит внутри границ невидимой мертвой звезды.

Физики нашли признаки существования иной Вселенной

Подробнее

Существует пять видов черных дыр, но нас интересует именно черная дыра звездной массы. Такие объекты образуются на конечном этапе жизни небесного тела. Вообще, смерть звезды может обернуться следующими вещами:

1. Она превратится в очень плотную погасшую звезду, состоящую из ряда химических элементов, — это белый карлик;

2. В нейтронную звезду — имеет примерную массу Солнца и радиус около 10-20 километров, внутри состоит из нейтронов и других частиц, а снаружи заключена в тонкую, но твердую оболочку;

3. В черную дыру, гравитационное притяжение которой настолько велико, что может засасывать объекты, летящие со скоростью света.

При возникновении сверхновой, то есть «перерождении» звезды, образуется черная дыра, которую можно обнаружить только благодаря излучаемой радиации. Именно она и способна сгенерировать червоточину.

Если представить черную дыру как воронку, то объект, попав в нее, теряет горизонт событий и падает внутрь. Так где кротовая нора? Она располагается в точно такой же воронке, прикрепленной к тоннелю черной дыры, где выходы обращены наружу. Ученые полагают, что другой конец кротовой норы соединен с белой дырой (антиподом черной, в который ничто не может попасть).

Кротовая нора где находится. Кротовые норы в общей теории относительности

(ОТО) допускает существование таких туннелей, хотя для существования проходимой кротовой норы необходимо, чтобы она была заполненас отрицательной, создающей сильное гравитационное отталкивание и препятствующей схлопыванию норы. Решения типа кротовых нор возникают в различных вариантах, хотя до полного исследования вопроса ещё очень далеко.

Область вблизи самого узкого участка кротовины называется «горловиной». Кротовые норы делятся на «внутримировые» (  intra-universe ) и «межмировые» (  inter-universe ), в зависимости от того, можно ли соединить её входы кривой, не пересекающей горловину.

Различают также проходимые (  traversable ) и непроходимые кротовины. К последним относятся те туннели, которыеслишком быстро для того, чтобы наблюдатель или сигнал (имеющие скорость не выше световой) успели добраться от одного входа до другого. Классический пример непроходимой кротовины —в, а проходимой —.

Проходимая внутримировая кротовая нора даёт гипотетическую возможность, если, например, один из её входов движется относительно другого, или если он находится в сильном, где течение времени замедляется. Также кротовые норы гипотетически могут создавать возможность для межзвёздных путешествий, и в этом качестве кротовины нередко встречаются в.

Примечания[править | править код]

  1. C поправкой на изменение масс при распаде — суммарная масса частиц A и B может отличаться от массы частицы C.
  2. Кузнецов Б. Г. Эйнштейн. Жизнь. Смерть. Бессмертие. — 5-е изд., перераб. и доп.. — М.: Наука, 1980. — С. 535-537.о книге
  3. Einstein A, Podolsky B, Rosen N (1935). «Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?». Phys. Rev. 47 (10): 777–780. DOI:10.1103/PhysRev.47.777. (на англ.)
  4. Bohr N. (1935). «Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?». Phys. Rev. 48 (8): 696-702. DOI:10.1103/PhysRev.48.696. (на англ.)
  5. David Lindley (2005). «What’s Wrong with Quantum Mechanics?». Phys. Rev. Focus 16 (10). (на англ.)
  6. S.J. Freedman and J.F. Clauser, Experimental test of local hidden-varible theories, Phys. Rev. Lett. 28, 938 (1972)
  7. F.M. Pipkin, Atomic Physic Tests of the Basics Concepts in Quantum Mechanics (1978)
  8. E.S. Fry, R.C. Thompson, Experimental test of local hidden-varible theories, Phys. Rev. Lett. 37, 465 (1976)
  9. Alain Aspect «Теорема Белла: Наивный взгляд экспериментатора» = Bell’s Theorem: The naive view of an experimentalist // Springer. — 2002.
  10. Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). — Издание 6-е, исправленное. — М.: Физматлит, . — 800 с. — «Теоретическая физика», том III. — ISBN 5-9221-0530-2о книге
  11. Блохинцев Д. И. Основы квантовой механики. — М.: Наука, 1983. — 664 с.о книге
  12. Эйнштейн A., Подольский Б., Розен Н. «Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным?» (русск.) УФН, т.16, в.4, с.440 (1934)
  13. Хотя сам Фок был убежден, что Эйнштейн неправильно понимает физический смысл волновой функции, что и привело Эйнштейна к заключению о неполноте квантово-механического описания.
  14. А. Эйнштейн, Б. Подольский, В.А. Фок, Н. Бор, Н. Розен «Можно ли считать, что квантово-механическое описание физической реальности является полным?» // УФН, том XVI, выпуск 4. — 1935. — С. 436-457.
  15. «Философские проблемы физики элементарных частиц (тридцать лет спустя)», под ред. Ю.Б.Молчанов, Российская академия наук, Институт философии, М., 1994
  16. Бом Д. Квантовая теория, гл. 22, п.15
  17. A.Aspect, P.Grangier, About Resonant Scattering and Other Hypothetical Effects in the Orsay Atomic-Cascade Experiment Tests of Bell Inequalities, Lett. Nuovo Cimento 43, 345 (1985)
  18. Laboratory of Atomic and Solid State Physics, Cornell University, Ithaca. New York 14853
    (Received 19 November 1980; accepted 5 January 1981) N. D. Mermin. Bringing home the atomic world: Quantum mysteries for anybodyAm. J. Phys., Voi. 49, No. 10, October 1981, p.943

использованная литература

Избранные статьи

  • A. Хорошо, нужно ли объяснять корреляции? , в « Философские последствия квантовой теории: размышления о теореме Белла» под редакцией Кушинга и Макмаллина (University of Notre Dame Press, 1986).
  • М. Мизуки, Классическая интерпретация неравенства Белла . Анналы фонда Луи де Бройля, 26 683 (2001)
  • П. Плух, «Теория квантовой вероятности», докторская диссертация Клагенфуртского университета (2006)

Книги

  • Белл, Джон С. (1987). Разговорчивый и невыразимый в квантовой механике . Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-36869-3 .
  • Хорошо, Артур (1996). Шаткая игра: Эйнштейн, реализм и квантовая теория . 2-е изд. Univ. Чикаго Пресс.
  • Гриббин, Джон (1984). В поисках кота Шредингера . Черный лебедь. ISBN  978-0-552-12555-0
  • Лидер, Леон ; Терези, Дик (1993). Частица Бога: если ответом является Вселенная, то в чем вопрос? Компания Houghton Mifflin, стр. 21, 187–189.
  • Селлери, Франко (1988). Квантовая механика против локального реализма: парадокс Эйнштейна – Подольского – Розена . Нью-Йорк: Пленум Пресс. ISBN  0-306-42739-7 .

Формирование макроскопических проходимых кротовых нор

Для существования таких объектов как червоточины требуется наличие астрофизических механизмов, способных к созданию этих структур и поддержанию их стабильности на достаточно долгом промежутке времени, ограниченном временем их обнаружения. В классической общей теории относительности существование таких механизмов ограничено топологической цензурой (см. приложение 2). Тем не менее квантовые эффекты позволяют нам обойти эту цензуру.

Решение проблемы непроходимых червоточин, мост Эйнштейна-Розена

Рассмотрим черную дыру в статической метрике:

Применив преобразование координат:

получим метрику, содержащую два несвязанных асимптотически плоских пространства с общим горизонтом. Такая червоточина является необратимой, содержит горизонт событий и может соединять только области двух различных вселенных (см. рис. 2). Проблема заключается в том, что расстояние между устьями у такой червоточины бесконечно, следовательно, устья не могут взаимодействовать за пределами червоточины. Другая проблема состоит в том, что горло кротовой норы определяется распределением массы, потому почти всегда оно будет неустойчиво к малейшим возмущением, за чем будет следовать разрушение под собственной силой тяжести. Для предупреждения этого требуется наличие отталкивающей силы, удерживающей червоточину от разрушения. Неизвестно, возможно ли создать такую кротовую нору, так как мы все еще не знаем, как концентрировать энергию отрицательной плотности в макроскопических объемах. Другим способом обеспечивать стабильность кротовины является ее очень тонкое горло, разрушение которого маловероятно уже при наличии небольшого количества энергии отрицательной плотности.

Рис.2: Диаграмма Пенроуза для червоточины Эйнштейна-Розена. Горло червоточины (горизонт), представлено двумя пунктирными линиями (см. приложение 3). Примечание: уместно заменить термин нулевой бесконечности на термин изотропной бесконечности или светоподобной бесконечности (от англ.: null infinity).

Механизм образования червоточин

Очевидным источником образования кротовых нор является квантовая гравитационная фаза ранней Вселенной, в которой флуктуации топологии пространства-времени позволили бы образование червоточины. С другой стороны, те же флуктуации способствуют образованию областей с отрицательной плотностью, которые обеспечивают стабильное состояние червоточины. Из микроскопических масштабов с ходом расширения Вселенной такие области становятся макроскопическими, а значит потенциально наблюдаемыми. Та же аналогия распространяется на суперструнную теорию, где суперструны с ростом размеров Вселенной растягиваются до больших суперструн и поддерживают стабильность кротовин.

В литературе существует множество моделей голографической вселенной, в которой 3+1-мерное пространство или брана встроено в пространство более высокой размерности . Брана по своим свойствам не обязательно прямая: она может изгибаться, скручиваться и даже пересекать себя, а потому точки пространства на такой бране могут быть удалены на большие расстояния вдоль самой браны, но иметь короткий путь в объемлющем пространстве. Если рассмотреть две параллельные браны, относящиеся к разным вселенным, и поместить на них по черной дыре, то мы можем попробовать образовать червоточину, заставив искривить пространства-времена так, чтобы браны соприкоснулись. Такая конструкция, при условии массивных устьев, минимизирует потребность в экзотическом виде энергии для стабильного существования кротовой норы, но может случиться, что длинное горло начнет фрагментироваться на более мелкие части для того, чтобы минимизировать свою энергию.

Дебаты Бора-Эйнштейна

Нильс Бор быстро отреагировал, отвергнув локальные скрытые переменные и настаивая на том, что квантовые состояния не существуют, пока они не будут измерены . Перед измерением можно только предсказать вероятность получения определенных значений для квантового состояния. Детерминизм в результате измерения (вероятность, равная 1 нахождения ожидаемого результата измерения) существует только в том случае, если предыдущее измерение определило квантовое состояние, в котором система находится после первого измерения, и пока мера несовместимый с первым (например, мера положения после определения импульса — поскольку в этом случае операторы, связанные с наблюдаемыми , не коммутируют), не разрушил квант состояния, который был вызван первым измерением. В настоящее время некоторые физики считают, что квантовая декогеренция может рационально объяснить это странное свойство квантовых состояний.

Альберт Эйнштейн никогда не принимал концепцию мгновенного причинного воздействия на расстоянии , которую он называл « действием на расстоянии». В дискуссии между Эйнштейном и Бором на этом парадоксе длилась двадцать лет, до конца своей жизни.

Более безмятежные выводы

На основании этого опыта были установлены следующие моменты:

  • В неравенстве Беллы нарушается (что означает , что мы исключаем теории локальных скрытые переменные , более четкие теории общих случайных величин );
  • Следовательно, нет никаких локальных скрытых переменных (в том смысле, что они создаются локально до разделения между участниками), вопреки тому, на что надеялся Эйнштейн;
  • Если мы хотим сохранить гипотезу об ограничении скорости передачи информации ( c , скорость света), иначе принципы относительности и релятивистской причинности были бы нарушены, мы должны признать, что две частицы созданы совместно, даже географически разделенные, продолжают вести себя как единая система ( нелокальность системы), как только они оказываются в запутанном состоянии .

Наконец, принцип причинности остается в силе, поскольку можно считать, что нет причинно-следственной связи между входом части A и результатом части B и наоборот, хотя результаты измерений двух частиц не являются отдельными независимыми события, потому что части A и B запутаны, и их нельзя рассматривать независимо друг от друга, даже несмотря на то, что линия вселенной, которая соединяет два события, «измеряет a» и «меру B» пространства-времени искривлена, как пространство .

Точно так же принцип относительности остается в силе; причина в том, что результат измерения, относящийся к первой частице, всегда является случайным в случае запутанных состояний, как и в случае незапутанных состояний; поэтому невозможно «передать» какую-либо информацию, поскольку изменение состояния другой частицы, каким бы немедленным оно ни было, приводит к результату измерения, относящемуся ко второй частице, который всегда также случайен, чем тот, который относится к первая частица; корреляции между измерениями двух частиц, хотя они и вполне реальны и продемонстрированы во многих лабораториях по всему миру, останутся необнаруживаемыми до тех пор, пока результаты измерений не будут сравниваться, что обязательно подразумевает классический обмен информацией с уважением к теории относительности.

С другой стороны, тот факт, что квантовая механика допускает существование запутанных состояний, состояний, которые действительно наблюдались в лаборатории и поведение которых согласуется с предсказаниями квантовой механики, несомненно, означает, что квантовая механика является физической теорией. местный .

В течение 2010-х годов все еще ведутся исследования, чтобы попытаться примирить нелокальность и относительность. Например, статья, основанная на симметричной теории Уиллера и Фейнмана, полностью переписывает последнюю в терминах запаздывающих потенциалов Льенара-Вихерта и, таким образом, получает теорию некоторым причинным образом и устанавливает закон сохранения для количества полного канонического движения, выполняется мгновенно для любой закрытой системы. Результат включает корреляцию между частицами посредством «рукопожатия», основанного на принципе наименьшего действия, применяемого к системе в целом , «нелокальной» идее. С другой стороны, эта теория, по словам ее автора, согласуется с квантовой электродинамикой и релятивистской квантовой химией .