După apariţia fizicii cuantice şi a celebrelor formule ale lui Schrödinger viziunea noastră asupra universului s-a schimbat radical. A fost momentul în care au început să apară modele care încearcă să explice fenomenele din domeniul minuscul al atomilor şi să afle dacă legile de acolo se aplică şi în lumea pe care o percem zi de zi. Una dintre cele mai controversate teorii este cu singuraţă cea a universurilor paralele. Frank Tipler, fizician la Universitatea din Orleans, unul dintre adepţii acestui model, propune un experiment relativ simplu care ar putea verifica formule existente in teoria universurilor paralele.

Ce înseamna cu adevarat aleatoriu?

În viaţa de zi cu zi, un zar aruncat va indica un numar de la 1 la 6, probabilitatea pentru apariţia fiecărei cifre fiind egala pentru toate şase. Dacă aruncam zarul de un numar foarte mare de ori şi contorizăm cifrele obţinute, vom observa ca fiecare număr a apărut aproape la fel de multe ori ca şi celelalte. Cu toate acestea rezultatul aruncării unui zar este un fenomen care poate fi prezis cu precizie foarte mare dacă am cunoaşte cu exactitate detalii precum: viteza, unghiul sub care atinge masa, cât de repede şi în jurul cărei axe se roteşte şi aşa mai departe.

În mecanică cuantică lucrurile stau diferit. Un electron se poate roti în jurul axei sale fie spre stânga, fie spre dreapta. Şansele pentru cele 2 posibilităţi sunt egale şi nu există nici o metodă prin care să se poată prezice în ce direcţie se va roti un electron. Putem imfluneţa şansele apariţiei unei stări, folosind de exemplu un câmp magnetic. Astfel am putea constata că şansa ca electronul să se rotească spre dreapta ar fi de 70%, iar spre stânga de 30%. Aceste probabilităţi prezic însă starea unui număr foarte mare de electroni: dacă avem 10000 de electroni, stim ca 3000 au o rotaţie spre stânga şi 7000 spre dreapta. Dar despre un singur electron nu se poate face nici o presupunere.

Ce întrebări şi-au pus fizicienii?

Măsurătorile în fizică sunt posibile datorită interactiunilor dintre obiectul studiat şi aparatele de măsură. Existenţa interactiunii inseamnă că cele două se influentează reciproc, de aici apărând şi întrebarea pertinentă: se schimbă rezultatul unei observaţii din cauza experimentului, sau altfel spus, în momentul în care un cercetător observă un obiect, îsi schimbă acesta brusc starea doar din cauza cercetătorului?

Este celebrul în fizică exemplul pisicii lui Schrödinger: să ne imaginăm că într-o cutie perfect izolată de mediul exterior, se află o pisică şi un dispozitiv. În dispozitiv există un atom radioactiv care se poate dezintegra cu o probabilitate de 50%. Dacă aceasta se întamplă, un mecanism declanşează răpândirea unui gaz toxic în cutie, implicit şi moartea pisicii. Aici intervine partea contraintuitivă a experimentului de gândire: la nivel atomic, particulele se află într-un stadiu amestecat, o suprapunere de stări, fenomen descris de ecuaţiile lui Schroedinger. În cazul experimentului cu pisica, dupa o ora, atomul radioavtic se va afla într-un stadiu amesteca de „dezintegrat” şi „nedezintegrat”. Cum starea pisicii depinde de stadiul atomului radioactiv, am putea spune că pisica este în acelasi timp şi vie şi moartă. În ce stadiu se află ea se poate spune numai în momentul în care un observator se uită în cutie şi gaseşte pisica, fie vie fie moartă, şansa pentru fiecare raspuns fiind egală.

Celebrul experiment de gândire se află în contradicţie totală cu „bunul simţ”, dar ceea ce Schroedinger vrea de fapt să scoată în evidentă este urmatoarea întrebare: poate un obiect macroscopic să se afle într-o suprapunere de stări, iar intr-o anumită situaţie să aleagă spontan şi la întamplare una dintre ele?

Hugh Everret a propus un posibil răspuns: în momentul în care un cercetător observă un atom, el este de fapt o suprapunere a doi cercetători, unul care vede atomul rotindu-se spre stânga. Cu alte cuvinte făcând o măsurătoare, experimentatorul devine o parte evenimentului. Teoria lui Everret marchează debutul teoriei universurilor paralele.

Pentru a înţelege mai bine despre ce este vorba, s-a propus un alt experiment de gândire. În locul pisicii lui Schroedinger se află acum chiar cercetătorul, care are un pistol îndreptat spre el. Acesta mai are la dispoziţie şi un mecanism, care prin apăsarea unui buton decide perfect aleator, dacă pistol se descarcă sau nu. După prima acţionarea  butonului, experimentatorul are 50% şanse de supravieţuire, după a 2-a – 25%, după a treia - 12,5% şi aşa mai departe: şansa de a rămâne viu se înjumătăţeşte de la o apăsare a butonului la alta. După un număr foarte mare de apăsari şansele tind spre 0. Dacă cercetătorul supravieşuieşte, acest lucru pare să contrazică calculul probabilistic, şi atunci se poate furniza urmatoarea explicaţie: la fiecare apăsare de buton s-a generat o suprapunere de stări: pe o bifurcaţie – cercetătorul e viu , pe cealaltă mort. La urmatoarele apăasări, stările existente deja se bifurcă dupa aceeşi regulă. Faptul că cercetătorul încă mai e viu poate fi interpretat ca norocul de a se afla în Universul potrivit.

 Articol integral in Stiinta Azi.