Efectos cuánticos a gran escala: el universo puede tener propiedades cuánticas

By: Immanuel Kant Baltic Federal University

Un artículo del Director del Instituto de Física, Matemáticas y Tecnología de la Información de la IKBFU, Artyom Yurov, y el Profesor Asociado del Instituto, Valerian Yurov, se publicó recientemente en European Physical Journal . Los científicos han publicado sus cálculos, según los cuales el Universo puede tener propiedades cuánticas.

Artyom Yurov explicó:

“Para empezar, recordemos qué es la física cuántica. Quizás este sea el fenómeno más asombroso conocido por la gente. Cuando los científicos comenzaron a estudiar los átomos por primera vez, notaron que todo funciona “al revés” en el microcosmos. Por ejemplo, según la teoría cuántica, un electrón puede estar presente en varios lugares simultáneamente.

Intenta imaginar a tu gato tumbado en el sofá y comiendo de su cuenco que está en la otra esquina de la habitación al mismo tiempo. El gato no está ni aquí ni allá, sino en ambos lugares simultáneamente. Pero el gato está ahí solo ANTES de que lo mires. En el momento en que comienzas a mirarlo, cambia la posición ya sea al cuenco O al sofá. Puede preguntar, por supuesto, que si el gato actúa de manera tan extraña solo cuando no lo observamos, ¿cómo sabemos que en realidad actúa de esta manera? La respuesta es simple: ¡matemáticas! Si vamos a intentar recopilar información estadística sobre nosotros mirando al gato (necesaria para estimar el número de casos en que el gato estaba en el sofá y cuándo, cerca del cuenco), no tendremos ninguna información. Esto resulta imposible si consideramos que el gato está cerca del cuenco O en el sofá. Bueno, no funciona así con los gatos,

Cuando observamos esta partícula, realmente aparece en un lugar y podemos registrar eso, pero cuando no la observamos, debe estar en varios lugares a la vez. Por ejemplo, esto es lo que quieren decir en las clases de química cuando hablan de nubes de electrones. No es de extrañar que los niños pobres nunca comprendan esto. Simplemente memorizan … “

Efecto de decoherencia

Sí, el gato no es un electrón, pero ¿por qué? Los gatos están formados por partículas elementales, como electrones, protones y neutrones. Todas las partículas actúan igual cuando se miden a nivel cuántico. Entonces, ¿por qué un gato no puede estar en dos lugares simultáneamente?

Y la otra pregunta es: ¿qué tiene de mágico nuestra capacidad de “observar”? Porque cuando no “observamos”, el objeto está siendo “manchado” por todo el universo, pero en el momento en que lo miramos, ¡está reunido en un solo lugar! Bueno, los físicos no dicen “reunidos”, dicen “función de onda colapsada”, ¡pero esas palabras inteligentes en realidad significan “reunidos” en un solo lugar como resultado de la observación! ¿Cómo podemos hacer eso?

“En primer lugar, la respuesta a estas complejas preguntas apareció a finales del siglo pasado, cuando se descubrió un fenómeno como la decoherencia. Resulta que, de hecho, cualquier objeto se encuentra en varios lugares a la vez, en muchísimos lugares. Parece estar esparcido por todo el universo. Pero si el objeto entra en interacción con el medio ambiente, incluso choca con un átomo de un fotón, inmediatamente “colapsa”. Entonces, no hay habilidades místicas para causar un colapso cuántico por observación; esto se debe a la interacción con el entorno, y simplemente somos parte de este entorno.

En segundo lugar, no existe un colapso absoluto como tal. El colapso ocurre de la siguiente manera: si antes de interactuar con el entorno el objeto fue “manchado” en dos lugares, (usamos “dos lugares” para simplificar, en realidad podría estar manchado en cientos de miles de lugares) pero de hecho , el objeto presenta el 99,9999% (y muchos, muchos nueves después) del tiempo en un lugar y una pequeña parte restante del tiempo en el segundo. ¡Y lo observamos como si estuviera en un solo lugar! Todo sucede en poco tiempo y cuanto más grande es un objeto, más rápido se “colapsa”. No podemos darnos cuenta o registrarnos de alguna manera, ya que tales dispositivos simplemente no existen. Y no se pueden crear “.

Según Artyom Yurov, hace mucho tiempo su amigo y coautor de Madrid, el profesor Pedro González Díaz (lamentablemente fallecido hace mucho tiempo) ha presentado una idea de que el Universo tiene propiedades cuánticas.

El profesor Yurov dijo: “En el pasado, era escéptico sobre la idea. Porque se sabe que cuanto más grande es un objeto, más rápido se colapsa. Incluso una bacteria colapsa extremadamente rápido, y aquí estamos hablando del Universo. Pero aquí Pedro me preguntó: “¿Con qué interactúa el Universo?” y no respondí nada. No hay nada más que el Universo y no hay nada con lo que pueda interactuar. Lo cual, teóricamente, permite pensar en él como en un objeto cuántico “.

Un ser humano y los facsímiles

Sin embargo, el ímpetu para escribir un artículo científico sobre la naturaleza cuántica del Universo no fue tanto la idea de Pedro González Díaz como la que surgió en 2007 en la publicación científica ( pdf ) de Hall, Deckert y Wiseman, quienes describieron aquellos milagros cuánticos en el lenguaje de la mecánica clásica, agregando algunas “fuerzas cuánticas” en él.

Es decir, cada ubicación del objeto se describe como un “mundo” separado, pero se cree que estos “mundos” actúan entre sí con “fuerzas” reales. Debo decir que la idea de “muchos mundos” existe desde hace mucho tiempo y pertenece a Hugh Everett. La idea de describir efectos cuánticos mediante la introducción de fuerzas adicionales también existe durante mucho tiempo y pertenece a David Bohm, pero Hall, Deckert y Wiseman pudieron combinar estas ideas y construir un modelo matemático significativo.

“Y cuando Valerian y yo vimos este trabajo en 2007”, dice Artyom Yurov, “nos pareció que el formalismo matemático utilizado en él nos permite ver de manera muy diferente lo que dijo Pedro en ese momento. La esencia de nuestro trabajo es que tomamos la ecuación que los cosmólogos usan para describir el Universo de Friedmann-Einstein, agregamos “fuerzas cuánticas” según el esquema HDV e investigamos las soluciones obtenidas. Logramos obtener algunos resultados sorprendentes, en particular, es posible que algunos acertijos de la cosmología puedan recibir una cobertura inesperada de este lado. Pero lo más importante es que dicho modelo es comprobable. “

Es demasiado pronto para hablar sobre a qué puede conducir tal formulación de la pregunta. La teoría también debe ser confirmada por experimentos (es decir, observaciones). Pero ahora es obvio que los científicos se han acercado a lo que puede cambiar fundamentalmente nuestra comprensión del universo.