Der Standardweg zum Verständnis der Quantenphysik ist die von Niels Bohr, einem der Begründer der modernen Physik, vorgeschlagene Kopenhagener Interpretation. Laut der Interpretation ist die Quantenwelt völlig getrennt von unserer allgegenwärtigen Erfahrung, außerdem beginnt sie mit einem Paradoxon. Bohrs Gesprächspartner war sein Doktorand, der theoretische Physiker Werner Heisenberg. Gemeinsam diskutierten sie sowohl reale als auch Gedankenexperimente und berücksichtigten Vorschläge und Einwände von Einstein, Schrödinger, Pauli, Paul Dirac und anderen. Heisenberg zum Beispiel glaubte, dass die einzig wahre Interpretation aus der Quantentheorie folgen sollte, was im weiteren Forschungsverlauf bewiesen werden kann. Einstein konnte sich jedoch nicht mit dem abfinden, was aus dieser Annahme folgt – der Existenz von „Paralleluniversen“, in denen jeweils die gleichen Naturgesetze wirken. Tatsächlich sind solche Annahmen nicht leicht mit unserer Wahrnehmung des Universums in Einklang zu bringen.
Wenn es viele Welten gibt, was machen wir in ihnen?
An zwei Orten gleichzeitig
Eine der seltsamsten Ideen, die aus der Physik des 20. Jahrhunderts hervorgegangen sind, ist die Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik, die versucht, die mysteriösen und widersprüchlichen Auswirkungen dieser Theorie zu erklären. Nach der Kopenhagener Deutung muss jedes physikalische Experiment, egal ob es sich um Phänomene des alltäglichen Lebens oder um Phänomene der Atomphysik handelt, mit Begriffen der klassischen Physik beschrieben werden. Zusammen bilden sie die Sprache, mit der wir unsere Erfahrungen und Ergebnisse beschreiben.
Aber diese Konzepte sind durch nichts zu ersetzen, und ihre Anwendbarkeit ist durch die Unschärferelation begrenzt. Es stellt sich heraus, dass wir die begrenzte Anwendbarkeit klassischer Konzepte im Auge behalten müssen und nicht versuchen sollten, diese Einschränkung zu überschreiten. Und um dieses Paradoxon besser zu verstehen, ist es notwendig, die Interpretation von Erfahrungen in der klassischen und der Quantenphysik zu vergleichen.
Einige Physiker glauben, dass es im Vergleich zu dem, was wir um uns herum sehen, möglicherweise andere Teilchen, andere Kräfte und sogar eine andere Anzahl von Raumdimensionen gibt.
Die fraglichen Phänomene ähneln der Quanteninterferenz, bei der ein Quantenteilchen, das einen Doppelspalt passiert, ein Interferenzmuster erzeugt, das nur auftreten kann, wenn das Teilchen gleichzeitig beide Spalte passiert.
Die Viele-Welten-Interpretation erklärt diesen Sachverhalt durch die Idee, dass tatsächlich zwei Universen an dem Experiment beteiligt sind. Erinnern Sie sich daran, dass das Phänomen der Interferenz auftritt, wenn zwei oder mehr Wellen der derselben Frequenz interagieren und sich in verschiedene Richtungen ausbreiten.
In einem dieser Universen passiert ein Teilchen einen Spalt, im anderen einen zweiten. Ansonsten sind diese Universen identisch. Das Interferenzmuster entsteht, weil sich diese Universen in einer Quantenüberlagerung befinden.
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Kopenhagener Interpretation
Die Viele-Welten-Interpretation sagt also, dass alles, was passieren kann, tatsächlich istspielt in einem Paralleluniversum. Daher muss es unendlich viele Paralleluniversen geben, die alles enthalten, was jemals passieren könnte. In einem dieser Universen bist du ein Politiker, in einem anderen ein berühmter Musiker.
Ich stimme zu, dass diese Idee nicht leicht zu akzeptieren ist, insbesondere im Hinblick auf andere Probleme bei der Interpretation vieler Welten. Daher sagt es voraus, dass alle möglichen Ergebnisse eintreten, erklärt aber nicht, warum Physiker das wahrscheinlichste Ergebnis hundertmal häufiger sehen als andere. Aus diesem Grund sind viele Wissenschaftler nicht überzeugt und suchen weiterhin nach plausibleren Interpretationen.
Quantenverschränkung ist ein Phänomen, das wir nicht erklären können
Eines davon wird von Physikern der Griffith University in Australien vorgeschlagen. Sie glauben, dass sie eine alternative Interpretation gefunden haben, die die widersprüchlichen Probleme der Quantenmechanik löst und in der Lage ist, die seltsamen seltsamen Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung zu erklären.
Auf den ersten Blick hat die neue Interpretation eine gewisse Ähnlichkeit mit der Viele-Welten-Interpretation, was auf die reale Existenz vieler verschiedener Paralleluniversen hindeutet. Aber es gibt wichtige Unterschiede – jedes dieser Universen entwickelt sich in Übereinstimmung mit der klassischen Newtonschen Physik, stellen die Forscher fest.
Diese Universen können jedoch durch „Abstoßung“ interagieren, was verhindert, dass Teilchen in verschiedenen Universen einander nahe kommen. «Alle quantenähnlichen Effekte entstehen aufgrund der Existenz dieser Wechselwirkung», schreiben die Autoren der wissenschaftlichen Arbeit. «In Ermangelung einer Interaktion zwischen den Welten entwickeln sich die Welten unabhängig voneinander gemäß der rein Newtonschen Dynamik».
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Also, wie viele Universen gibt es?
Forscher behaupten, dass es laut Quantentheorie „viele interagierende Welten“ geben kann. Diese Aussage löst sofort das Wahrscheinlichkeitsproblem, da Quantenwahrscheinlichkeiten in keiner der Welten eine Rolle spielen. Paradoxerweise sagen Physiker, dass “Wahrscheinlichkeiten nur entstehen, weil Beobachter nicht wissen, in welcher Welt sie sich tatsächlich befinden”.
Es stellt sich heraus, dass sich Welten unterschiedlich entwickeln, je nachdem, was tatsächlich ist geht in jedem von ihnen vor. Dadurch können sie nach makroskopischen Ergebnissen in Klassen eingeteilt werden.
Niemand weiß genau, welche Quantenprozesse in der realen Welt dafür verantwortlich sind, das Gewebe der Raumzeit zu weben.
Physiker untersuchen weiterhin eine Reihe von Beispielen, in denen abstoßende Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Welten zu den verschiedenen Quanteneffekten führen, die sie sehen. Bei der Interpretation der vielen interagierenden Welten stellen sich die Physiker zwei parallele Welten vor, in denen jeweils das Teilchen auf die Barriere gerichtet ist. In einer Welt prallt ein Partikel davon ab, aber in einer anderen sorgt die Abstoßung zwischen den Partikeln für den zweiten Impuls, der benötigt wird, um die Barriere zu überwinden.
Laut den Autoren der Studie , ist die Zunahme der Weltenzahl zunehmend wie von der Quantenmechanik vorhergesagt.
Dennoch stehen noch viele Herausforderungen bevor. Das vielleicht schwerwiegendste und daher interessanteste ist, wie die Interpretation vieler interagierender Welten mit der Quantenverschränkung umgeht.
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Die ursprüngliche Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik ist immer noch beliebt, und die neue Theorie könnte zu überprüfbaren Vorhersagen führen. Der Schlüssel liegt in der Anzahl der Welten, aus denen das Universum oder Multiversum tatsächlich besteht. Aber wenn es stimmt, dass es nicht mit zwei Universen enden wird — ihre Zahl geht gegen unendlich.
Wenn es andere Universen gibt, wie viele gibt es?
Aber wenn es eine endliche Anzahl von Welten gibt, werden Wissenschaftler früher oder später in der Lage sein, dies zu beweisen es. Natürlich wird dies einige Zeit in Anspruch nehmen, aber die Ergebnisse sind definitiv eine Überprüfung wert und unsere Erwartungen. Die Idee eines Multiversums wird immer beliebter, und die Quantenmechanik ist unser Schlüssel, um andere Welten zu finden. Und was denkst du, wenn es ein Paralleluniversum gibt, wie hat sich dein Leben darin entwickelt? Wir warten auf die Antwort hier sowie in den Kommentaren zu diesem Artikel.