Zadaci za 21. vek
Postoje li paralelni svetovi?
Zivimo li u jedinom ili samo u nekom od mnostva paralelnih svetova? Sta je zaista stvarnost i da li je uopste moguca bez naseg prisustva i uticaja?
[image]
�Kad cujem za Sredingerovu macku, masim se za pistolj!� - Stiven Hoking
To je najcuveniji slucaj zlostavljanja neke zivotinje iako se, na srecu, nikada nije ostvario. Jer, Sredingerova macka samo je misaoni ogled u kome je ugledni fizicar zamisljao da stavlja macku u zapecacenu kutiju zajedno s radioaktivnim atomom, Gajgerovim brojacem, jednim cekicem i flasicom sa smrtonosnim otrovom. Atom je tako izabran da postoji verovatnoca 50:50 da ce se u toku jednog sata raspasti, to jest, ispustiti naelektrisanu cesticu. Ako do raspada dodje, impuls u Gajgerovom brojacu pokrenuce cekic koji ce razbiti flasicu iz koje ce iscuriti otrov.
Za ponasanje radioaktivnog atoma odgovorne su zakonitosti kvantne teorije. A ova teorija kaze da je u tom mikrokosmosu sve svedeno na verovatnocu. Ona takodje tvrdi da ce do trenutka raspada radioaktivni atom biti u stanju u kome su pomesane obe mogucnosti - i da se atom raspao i da nije. Iz toga moze da se izvede zacudjujuci zakljucak da je i macka zatvorena u ovakvoj kutiji takodje u pomesanom stanju, to jest, da je istovremeno i ziva i mrtva! Prema klasicnoj teoriji, macka se vec nalazi u jednom od ta dva stanja. Kad otvorite kutiju, videcete u kojem.
[image]
Najzasluzniji za �Kopenhagensko tumacenje� � Nils Bor.
Sta je kvantna teorija?
Ervin Sredinger prvi je zamislio ovakavu glavolomku 1935. godine, misaoni ogled kojim je hteo da pokaze koliko je nova kvantna teorija u sukobu sa zdravim razumom i velikim svetom u kome zivimo. Od tada se naucnici neprestno pitaju - da li kvantna teorija zaista opisuje stvarnost ili je samo puko matematicko sredstvo koje je uspelo da opise dogadjanja u atomskom svetu.
To je teorija cestica i talasa. Razvijena je s pocetnom namerom da objasni atome i njihovu vezu sa svetloscu, odnosno elektromagnetnim zracenjem. Da bi razjasnio odasiljanje toplote i svetlosti vrucih predmeta, nemacki fizicar Maks Plank zakljucio je da se svetlosna energija oslobadja u sicusnim paketima koji su nazvani fotoni. Mada, u nekim slucajevima, svetlost se ponasa i kao talas. Pa sta je onda svetlost, talas ili cestica? Prema kvantnoj teoriji, i jedno i drugo. Tako stvari za koje obicno mislimo da su cestice ili cvrsti predmeti takodje imaju i talasnu prirodu. Cudno.
Tokom veceg dela proteklog veka najbolji umovi pokusavali su da zagonetku Sredingerove macke pomire sa stvarnoscu. Prva njihova zamisao bila je da otvaranje kutije i posmatranje njenog sadrzaja uticu na kvantni svet da se odluci, to jest, da odabere jedno od mogucih stanja (�kolaps talasne fun-kcije� ). Zato ce kada otvorimo kutiju macka biti ili ziva ili mrtva. Ali i pored toga strucnjake je nastavila da muci �zombi macka�, ona koja je istovremeno i ziva i mrtva dok se kutija ne otvori.
[image]
Ervin Sredinger (1887-1961) � njegova talasna jednacina je temelj kvantne fizike. Kada je 1935. godine postavio svoj misaoni ogled s mackom nije ni s**tio da ce jedno od mogucih resenja biti i paralelni svetovi.
Onda je 1957. godine Hju Everet sa Univerziteta u Prinstonu predlozio sasvim novo resenje. Zakonitosti kvantne teorije ne treba dovoditi u pitanje jer ona zaista opisuje desavanja u stvarnosti. A kada njene jednacine pokazuju mogucnost razlicitih konacnih ishoda, oni se svi negde i odigravaju.
Kasnije su neki fizicari zakljucili da su paralelni svetovi jedina mesta gde bi ovi razliciti ishodi mogli da se nalaze. Ovakvo tumacenje kvantne teorije postalo je poznato kao �teorija mnostva svetova�. Svaki put kad se odigra neki kvantni dogadjaj, za svaki od mogucih ishoda iznikne novi svet. Tako ce u slucaju Sredingerove macke u jednom svetu ona biti ziva, dok ce je u drugom nositi ka groblju za kucne ljubimce.
Everet nikada nije nastavio rad na svojoj teoriji. Pre nego sto je objavljen napustio je fakultet i zaposlio se u vojnoj industriji. U to vreme imao je malo sledbenika, ali pola veka kasnije slika se promenila. Danas mnogi fizicari veruju da paralelni svetovi zaista postoje. Everet nije doziveo ovu promenu, umro je pre 25 godina u 51. godini. Bar u ovom, nasem svetu...
[image]
Hoking i istorije vasione
�...Evo kako iz jedne srazmerno jednostavne i sazete teorije moze da nikne vasiona slozena poput one koju imamo prilike da posmatramo sa svom silom beznacajnih pojedinosti. Kljuc za ovo je (Hajzenbergovo) nacelo neodredjenosti kvantne mehanike, koje kaze da se s velikom tacnoscu ne mogu istovremeno izmeriti i polozaj i brzina cestice; sto tacnije merite polozaj, to manje tacno merite brzinu, i obrnuto. Ova neodredjenost nije tako vazna u sadasnje vreme kada su stvari prilicno razmaknute, tako da mala neodredjenost u pogledu polozaja ne znaci mnogo. Ali, u ranoj vasioni sve je bilo veoma zbijeno, tako da je tada bilo mnogo neodredjenosti, a uz to je postojao izvestan broj mogucih stanja vasione. Ova razlicita moguca stanja razvila bi se u celu porodicu razlicitih istorija vasione. Vecina ovih istorija bila bi slicna u pogledu svojih makroosobina. One bi odgovarale vasioni koja je jednoobrazna i koja se siri. Medjutim, razlike medju njima ispoljile bi se u pogledu razmestaja zvezda, a jos vise u pogledu toga ko ce se naci na naslovnim stranama casopisa. (Ukoliko bi, naime, date istorije uopste imale casopise.) Prema tome, slozenost vasione oko nas i njene pojedinosti nastaju u ranim fazama pod uticajem nacela neodredjenosti. Otuda proishodi cela porodica mogucih istorija vasione...
Postoji jedan znameniti misaoni ogled nazvan Sredingerova macka... Neki filozofi nauke veoma tesko mogu ovo da prihvate. Macka ne moze napola biti pogodjena, a napola nepogodjena, tvrde oni, kao sto ni neka zena ne moze da bude napola trudna. Njihova poteskoca nastaje zbog toga sto podrazumevaju klasicnu predstavu o stvarnosti u kojoj svaki objekat ima jasno odredjenu, jedinstvenu istoriju. Sustina kvantne mehanike jeste da ona ima drugacije vidjenje stvarnosti. Prema tom vidjenju objekat nema samo jednu istoriju, vec sve moguce istorije. U vecini slucajeva verovatnoca jedne posebne istorije bice potrta verovatnocom neke sasvim malo razlicite istorije, ali ima i takvih slucajeva u kojima se verovatnoce obliznjih istorija ne potiru nego pojacavaju. Upravo je posredi jedna od tih pojacanih istorija koju mi uocavamo kao istoriju datog objekta.
Kod Sredingerove macke postoje dve istorije koje se medjusobno pojacavaju. U jednoj od njih macka je mrtva, dok u drugoj ostaje ziva. U kvantnoj teoriji obe ove mogucnosti mogu uporedo da postoje. Ali, neki filozofi ne uspevaju da se raspetljaju iz ovoga zato sto podrazumevaju da macka moze da ima samo jednu istoriju.
(Stiven Hoking- izvod iz knjige �Crne rupe i bebe vasione�)
[image]
Igra macke i misa - sta je stvarnost?
�...Paradoks Sredingerove macke jedno je od najslozenijih pitanja u kvantnoj teoriji. Mnogi, cak i neki nobelovci, lome koplja s drugim nobelovcima, jer sustina problema je sta je uopste stvarnost? Da li stvarnost zaista moze da postoji bez naseg prisustva i svedocanstva o tome? Ajnstajnu se takvo pitanje uopste nije dopadalo. �Pogledajte Mesec�, govorio je. �Da li Mesec postoji samo zato sto ga mis posmatra?� U izvesnom smislu, izgleda da je bas tako. Prema Kopenhagenskoj skoli Nilsa Bora, posmatranje dokazuje postojanje.
...Za sada, postoje najmanje dva nacina da se ovaj problem resi. Prvi je zasnovan na takozvanoj Vignerovoj skoli. (Eugen Vigner bio je jedan od tvoraca atomske bombe i dobitnik Nobelove nagrade). I on je smatrao da je posmatrac neophodan uslov za postojanje svemira. Da bi univerzum nastao neophodna je serija posmatranja, pa je cak dopustena mogucnost da postoji kosmicki posmatrac, neka vrsta boga, uz ciju pomoc univerzum prelazi u stanje postojanja. Po drugoj teoriji, poznatoj kao �dekoherencija� ili teorija mnostva svetova, univerzum je u stalnom toku deobe. Tako da mi zivimo u svetu u kome je macka ziva, ali postoji isti takav svet u kome je macka mrtva. I tamo postoje ljudi kao mi i oni misle da je njihov svet jedini svet, medjutim, u tom svetu macka je mrtva. Dakle, pretpostavka je da mi s tim svetom zivimo istovremeno.�
(Dr Micio Kaku, univerzitetski profesor i autor knjige �Paralelni svetovi� - izvod iz intervjua za �Planetu�)
[image]
Ekpiroticna vasiona
Kada se svetovi sudare...
Godine 2001. dva americka strucnjaka, Nil Tarok i Pol Stejnhard predlozili su teoriju po kojoj je Veliki prasak nastao sudarom dva paralelna sveta. Svoju teoriju nazvali su ekpiroticnom na osnovu grcke reci ekpirozis koja znaci katastrofalan pozar.
Ova zamisao uspesno je opisala nepravilnosti zapazene u mikrotalasnom pozadinskom zracenju (zaostalom od Velikog praska). Inace, astronomi smatraju da ove nepravilnosti poticu iz vremena vrlo brzog sirenja vasione, koje se odigralo u njenoj najranijoj mladosti.
1927. godina
Merenje daruje stvarnost
Zbunjen cinjenicama kojima je kvantna teorija objasnjavala vasionu, danski fizicar Nils Bor razvio je tumacenje u kome jednostavan postupak posmatranja primorava kvantni svet da donese odluku koja ce od mogucnosti postati stvarnost.
Nisu se svi slozili s ovakvim objasnjenjem. Drugi kvantni teoreticari, kao na primer Verner Hajzenberg, potrudili su se da daju vlastiti doprinos Borovoj teoriji koja je postala poznata kao �Kopehangensko tumacenje� kvantne teorije. Njena sustina je da merenja kvantnih dogadjaja (ovde spadaju i posmatranja) stvaraju realnost, stvarnost.
[image]
Hju Everet� tvorac paralelnih svetova.
1957. godina
Teorija mnostva svetova
Nezadovoljan Borovim tumacenjem da posmatranja stvaraju realnost, Hju Everet, americki diplomac koji je studirao kod Dzona Vilera na Prinstonskom univerzitetu, postavio je novu teoriju. Pojedinacni posmatrac nikada ne moze da sagleda sve moguce ishode nekog kvantnog dogadjaja, a to zapravo znaci da se oni odigravaju negde drugde - ali gde?
1959. godina
Sastanak sa Borom
Everet je odlucio da napusti univerzitet prihvativsi posao u vojnoj industriji. Ali, na Vilerov nagovor ipak odlazi do ostarelog Nilsa Bora u Kopenhagen. Medjutim, Bor se nije slozio s njegovim tumacenjem, a bez podrske ovog velikog strucnjaka za kvantnu teoriju bilo je malo izgleda da ce Everetove zamisli biti sire prihvacene. Napustio je Kopenhagen razocaran i vise se nikada nije vratio svojoj teoriji.
[image]
Dzon Viler � otac crne rupe.
1970. godina
Povratak teorije na scenu
Brajs Devit s Univerziteta u Teksasu oziveo je Everetov rad predlazuci da su paralelni svetovi mesta gde se ostvaruju druge kvantne mogucnosti. Sto se tice gradje, ovi svetovi slicni su nasem, ali su s njim u vrlo slaboj vezi.
Posto je prihvaceno glediste da mora da postoji vise od tri prostorne dimenzije, ovu zamisao sada su podrzali i mnogi drugi fizicari. Jer, samo tako mogla bi da se napravi �teorija svega� koja bi ujedinila sve cestice i sile koje postoje u prirodi.
1980-1990. godine
Pojava dekoherencije
Eksperimentalne tehnike pocele su da dobijaju dovoljnu tacnost i osetljivost, pa su �Kopenhagensko tumacenje�, a posebno uticaj posmatraca na ishod nekog kvantnog dogadjaja mogli da se provere i ogledima.
Istina se pojavila sredinom devedesetih godina - superpozicija, preplitanje (sa-biranje) razlicitih kvantnih stanja, pretvara se u jedno stanje ne zbog posmatranja vec zbog medjudejstva s okolinom. Ova pojava nazvana je dekoherencija. Dokazi za Everetovu teoriju mnostva svetova ostali su da sacekaju neke bolje dane.
1995. godina
M-teorija
U potrazi za �teorijom svega� fizicari zamenjuju cestice sicusnim strunama koje vibriraju. Ali, teorija struna brzo se razbila na vise razlicitih verzija. Edvard Viten s Pristonskog univerziteta uspeva 1995. godine da stvori teoriju kojom je pokazao da sve teorije struna mogu da se objedine jednom sirom teorijom pod uslovom da postoji 11 dimenzija. Zbog naziva �multiverzum� za paralelne svetove, ova teorija nazvana je M-teorija.
Ali, ni tu nije bio kraj jer se ispostavilo da paralelni svetovi M-teorije nisu isti s onima iz Everetove teorije. I umesto da stvari postanu jasnije, one su se jos vise uslozile.
1998. godina
Kvantno samoubistvo
Fizicar Maks Tegmark sa Masacusetskog instituta za tehnologiju stavio je sebe u ulogu Sredingerove macke i zapitao se sta bi mogao da vidi ako bi bio u kutiji. Po uobicajenom �Kopenhagenskom tumacenju�, pre ili kasnije njegovoj sreci dosao bi kraj jer bi se atom raspao, otrov oslobodio, a on umro.
Ali, po tumacenju teorije mnostva svetova, mada bi vecina fizicarevih verzija umrla, uvek postoje i svetovi u kojima on nastavlja da zivi.
2003. godina
Multiverzum multiverzuma
Maks Tegmark je podelio sve paralelne svetove na cetiri vrste. Prvu vrstu cinili bi svetovi koji su nam nedostupni, ali imaju iste kosmoloske osobine. Druga vrsta bili bi svetovi koji su se razvili tokom sirenja vasione dok je ona bila vrlo mlada, neposredno posle Velikog praska. Ni njih ne mozemo da vidimo, a mogli bi da imaju drugacije osobine od naseg sveta. U trecu vrstu svrstao je svetove koji odgovaraju teoriji mnostva svetova. Na kraju, cetvrtu grupu cinili bi oni svetovi u kojima ni zakoni fizike ne bi bili isti kao sto su u nasem svetu.
2007. godina
Savremeno glediste
Uopsteno govoreci, danasnji fizicari podelili su se na dve gotovo jednake grupe: na one koji i dalje veruju u �Kopenhagensko tumacenje� i pristalice teorija po kojima postoje mnogi, paralelni svetovi. Ali, sve je vise onih strucnjaka koji smatraju da pravi odgovor moze da pruzi samo �teorija svega� koja bi uspela da ujedini kvantnu teoriju s opstom relativnoscu. Tek tada ce postati jasno sta nam, zapravo, kvantna teorija pokusava da kaze o vasioni. Znacajan doprinos u tom pravcu mogli bi da budu i podaci dobijeni iz dzinovskog LHC sudaraca ces-tica kraj Zeneve. Clanice CERN-a privode kraju njegovu izgradnju i trebalo bi da pocne s radom iduce godine.