เว็บตรง ‘สิ่งแปลกปลอม’ จักรวาลคู่ขนานและสถานะของทฤษฎีสตริง

เว็บตรง การสนทนากับนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Brian Greene โดย COREY MUELLER | เผยแพร่เมื่อ 10 ส.ค. 2559 22:07 น. ศาสตร์แบ่งปัน    

Stranger Thingsของ Netflix ได้รับความนิยมในช่วงฤดูร้อนอย่างไม่ต้องสงสัยเป็นซีรีส์สยองขวัญ Sci-Fi ที่ใช้ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่จริงจัง แม้ว่าพวกเขาจะใช้คำศัพท์บางคำแทนกันได้ แต่ซีรีส์นี้เจาะลึกในหัวข้อที่เข้มข้นและสับสนในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและฟิสิกส์ดาราศาสตร์

ด้วยความพยายามที่จะหาวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังนิยายวิทยาศาสตร์ชิ้นนี้Popular Scienceได้มีโอกาสพูดคุยกับ Brian Greene นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย แม้ว่าเขาจะไม่เชื่อในแนวคิดเรื่องจักรวาลคู่ขนานและเข้าถึงมิติอื่น เขาก็เปิดกว้างและเต็มใจที่จะสำรวจความเป็นไปได้ของพวกมัน นี่คือการสนทนาของเรากับเขา:

ในStranger Thingsพวกเขาใช้คำศัพท์จักรวาลคู่ขนานและมิติทางเลือกแทนกันได้ สิ่งเหล่านี้เหมือนกันหรือไม่? แล้วถ้าไม่ใช่ ต่างกันยังไง?

ไม่ฉันหมายความว่าพวกเขาไม่เหมือนกันจริงๆ

 มันเกี่ยวข้องกัน แต่คุณสามารถมีจักรวาลเดียวที่มีมิติมากกว่าที่เรารู้จัก มีเหตุผลให้คิดว่าอาจมีมิติของพื้นที่มากกว่าที่เราไม่เห็น

ตอนนี้ คุณสามารถมีจักรวาลได้ คุณยังสามารถมีข้อเสนอแบบหลายจักรวาลได้ นั่นคือข้อเสนอจักรวาลหลายอัน โดยที่แต่ละจักรวาลมีเพียงสามมิติของพื้นที่และครั้งเดียว คุณสามารถมีจักรวาลได้มากมาย ซึ่งแต่ละจักรวาลมีจำนวนมิติเท่ากันที่การรับรู้ที่ไร้เดียงสาของเราแนะนำว่ามีอยู่: สามช่องว่างและหนึ่งครั้ง คุณสามารถรวมแนวคิดทั้งหมดเหล่านี้เข้าด้วยกัน และมีทฤษฎีจักรวาลมากมาย ซึ่งคุณยังมีมิติพิเศษของอวกาศด้วย ดังนั้นพวกมันจึงไม่แยกจากกัน

ด้วยเหตุนี้ ครูในรายการจึงใช้การเปรียบเทียบเพื่ออธิบายมิติอื่น โดยบอกว่าเราเป็นเหมือนนักกายกรรมที่เดินอยู่บนไต่เชือก และมิติที่เราเข้าถึงได้นั้นเป็นเพียงการเดินหน้าและถอยหลังเท่านั้น แต่มีหมัดอยู่บนเชือกที่สามารถเข้าไปใต้เชือกได้ นี่เป็นการเปรียบเทียบที่ดีหรือไม่ว่ามิติอื่นจะทำงานตามสมมุติฐานได้อย่างไร

คุณกำลังถามใครสักคนที่มีอคติในเรื่องนั้น เพราะถ้าคุณดูใน “The Fabric of the Cosmos” คุณจะเห็นรูปคนเดินไต่เชือกบนเชือกที่คุณกำลังอธิบายอยู่ และคุณจะ สังเกตว่ามีหมัดตัวเล็ก ๆ ที่พยายามหลีกเลี่ยงขณะเดิน ใช่ มันเป็นการเปรียบเทียบที่ดี

“ที่ซ่อนอยู่

การเปรียบเทียบของ Greene สำหรับมิติที่ซ่อนอยู่

กรีนใช้คำอุปมาที่คล้ายกันในการเข้าถึงมิติอื่น โดยใช้หนอนมากกว่าหมัด

บางทีนั่นอาจเป็นที่ที่พวกเขาได้รับ! จากการเปรียบเทียบนั้น ครูอธิบายต่อไปว่า เพื่อให้เราสามารถเข้าถึงสิ่งที่หมัดนั้นเข้าถึงได้ เราจะต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลเพื่อฉีกช่องว่างของกาลอวกาศ นี่เป็นเรื่องจริงหรือไม่?

คุณต้องใช้พลังงานมากจึงจะสามารถเข้าถึงพื้นที่ขนาดเล็กได้ ยิ่งคุณมีพลังงานมากเท่าไร เอนทิตีที่คุณสังเกตเห็นก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น นั่นคือเหตุผลที่เราสร้างเครื่องจักรอย่างเช่น Large Hadron Collider เพื่อใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อมุ่งไปยังพื้นที่เล็กๆ และภายในพื้นที่เล็กๆ นั้น เราสามารถสำรวจจักรวาลด้วยสเกลระยะทางเล็กๆ ที่น่าอัศจรรย์ใจได้

มันทำให้ฉันประทับใจที่ คุณรู้ ใครก็ตามที่เขียนรายการนี้ มีความเชี่ยวชาญในคำอธิบายที่เป็นที่นิยมของแนวคิดเหล่านี้ ไม่ว่าจะเป็นของฉันหรือไม่ก็ตาม ไม่สำคัญเลย

แต่ คุณรู้ไหม ถ้าคุณอยากรู้ว่ามีอะไรอยู่ในลูกพีช

 และคุณกำลังยิงขีปนาวุธเล็กๆ ไปที่ลูกพีช ชัดเจนว่า ถ้าโพรเจกไทล์ไม่มีพลังงานมาก คุณก็จะเป็นแบบนั้น สามารถเข้าถึงส่วนที่เป็นเนื้อของผลไม้ได้ ถ้าคุณมีโพรเจกไทล์ที่มีพลังงานมาก มันจะเจาะลึกลงไปในหลุม และคุณจะเริ่มเห็นโครงสร้างภายในของชิ้นผลไม้จริงๆ จักรวาลก็เหมือนกัน ยิ่งคุณมีพลังงานมากเท่าไร คุณก็ยิ่งสำรวจได้ลึกขึ้นเท่านั้น คุณก็ยิ่งเข้าถึงโครงสร้างที่ดีของเรื่องที่รวบรวมได้มากเท่านั้น

เข้าใจแล้ว. ฉันคิดว่านี่เป็นทฤษฎีของ Branes Universe มากขึ้น ซึ่งคุณจะต้องมีสองจักรวาลในการติดต่ออย่างใกล้ชิดหรืออยู่ใกล้กันเพื่อที่จะสามารถเข้าถึงอีกจักรวาลหนึ่งได้ ดังนั้นปีกทั้งสามนี้สามารถตัดกันและทับซ้อนกันได้หรือไม่? หรือเป็นอย่างที่คุณอธิบายไว้ใน “ความจริงที่ซ่อนอยู่” – “ชิ้นขนมปัง” ที่วางซ้อนกัน?

ดังนั้นการกำหนดค่าอย่างหนึ่งคือคำอธิบายขนมปังก้อนหนึ่ง แต่ไม่เลย วัตถุและหลักการเหล่านี้สามารถทับซ้อนกันได้ พวกมันสามารถตัดกัน และเราได้หาความหมายทางคณิตศาสตร์และทางกายภาพของสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากพวกมันทับซ้อนกัน อันที่จริง แนวความคิดที่ประณีตที่สุดบางอันจินตนาการว่ามีปีกที่มีมิติมากกว่า ไม่ใช่สามมิติ แต่มีมิติที่สูงกว่าที่ทับซ้อนกันในสเปซย่อยสามมิติ และพื้นที่ทับซ้อนนั้นอันที่จริงอาจเป็นสิ่งที่เราสัมผัสได้ในความเป็นจริง . ดังนั้นความเป็นจริงสามมิติของเราจึงอาจเกิดขึ้นจากชั้นสูงที่ตัดกันในลักษณะที่คุณสงสัย

Brian Greene

Brian Greene ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียbriangreene.org

บางคนยังเชื่อว่ามีความเป็นจริงมากมายที่เกิดขึ้นทั้งหมด คุณเรียกมันว่าลิขสิทธิ์ควอนตัม และมักเรียกว่าการตีความหลายโลกเช่นกัน แล้วจักรวาลเหล่านี้อยู่ที่ไหนกันแน่?

จักรวาลอาศัยอยู่ในพื้นที่ทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าฮิลเบิร์ตสเปซซึ่งเป็นอาณาจักรทางคณิตศาสตร์ที่เป็นบ้านตามธรรมชาติสำหรับคลื่นความน่าจะเป็นทางกลควอนตัม ดังนั้น เมื่อคณิตศาสตร์สำหรับกลศาสตร์ควอนตัมได้รับการพัฒนา เริ่มตั้งแต่ช่วงปี ค.ศ. 1920 และ 1930 ในที่สุด ก็ได้ตระหนักว่ามีแนวคิด การก่อสร้าง แนวความคิดทางคณิตศาสตร์ที่มีอยู่ ซึ่งเป็นที่ที่ธรรมชาติของการเกิดคลื่นความน่าจะเป็นทางคณิตศาสตร์เกิดขึ้น

แต่พวกเราส่วนใหญ่ไม่คิดในแง่ของฮิลเบิร์ต สเปซ เราอยากจะพูดว่า “แล้วมันที่ไหนล่ะ? ชี้ไปที่โลกอื่นเหล่านั้น” และนั่นเป็นสิ่งที่ท้าทายเพราะโลกอื่นของกลศาสตร์ควอนตัมจะไม่อยู่ในพื้นที่ของเราอย่างที่เราคิดตามปกติ พวกเขาจะเป็นอีกโลกหนึ่ง อีกรูปแบบของสถานที่นี้ ที่ไม่ทับซ้อนกับมันในความหมายใด ๆ เกี่ยวกับอวกาศ ไม่เหมือนกับว่ามีเรขาคณิตมิติที่สูงกว่าซึ่งมีโลกควอนตัมทั้งหมดอยู่ ในทางกลับกัน แต่ละโลกเหล่านี้เป็นเอนทิตีทางคณิตศาสตร์ที่อาศัยอยู่ในสถานะทางคณิตศาสตร์ที่เป็นนามธรรมมากกว่า และเราทุกคนต่างก็อาศัยอยู่ในพื้นที่ทางคณิตศาสตร์ที่เป็นนามธรรมมากกว่านั้น เว็บตรง