Niedawny eksperyment fizyczny przeprowadzony przez Holgera Hofmanna i jego współpracowników na Uniwersytecie w Hiroszimie wywołał intensywną debatę w środowisku naukowym, sugerując, że szeroko rozpowszechniona koncepcja wieloświata może być zasadniczo błędna. Opublikowane w tym roku badania sugerują, że pojedynczy foton można mierzyć w dwóch miejscach jednocześnie, co bezpośrednio stoi w sprzeczności z podstawowymi założeniami wieloświatowej interpretacji mechaniki kwantowej.
Eksperyment z podwójną szczeliną i jego następstwa
Eksperyment opiera się na klasycznym eksperymencie z podwójną szczeliną, przeprowadzonym po raz pierwszy w 1801 roku, który wykazał, że światło przechodzące przez dwie szczeliny tworzy wzór interferencyjny, nawet jeśli jest skierowane pojedynczo. Obserwację tę tradycyjnie interpretowano jako dowód na to, że pojedyncze fotony zachowują się jak fale, istniejące jednocześnie w wielu możliwych stanach – jest to koncepcja znana jako superpozycja.
Jednakże zmodyfikowana przez zespół wersja eksperymentu stwierdza, że wykazano, że foton przechodzi przez obie szczeliny, co sugeruje, że funkcja falowa nie jest jedynie opisem matematycznym, ale odzwierciedleniem rzeczywistego zachowania fizycznego. Jeśli okaże się to prawdą, oznacza to, że zbędna staje się interpretacja wieloświatowa, wedle której każdy możliwy wynik zdarzenia kwantowego powoduje powstanie odrębnego wszechświata.
Sceptycyzm i niezadowolenie społeczności fizyków
Wyniki wzbudziły znaczny sceptycyzm. Wielu fizyków twierdzi, że pomiary statystyczne, choć przydatne, nie są w stanie jednoznacznie określić właściwości poszczególnych cząstek. Na przykład Andrew Jordan z Uniwersytetu Chapman stwierdził, że wyciąganie wniosków na temat pojedynczego fotonu na podstawie takich pomiarów jest niewiarygodne.
Hofman przyznaje się do niezadowolenia, twierdząc, że podejście jego zespołu i metody eksperymentalne są nowe i podważają głęboko zakorzenione założenia w tej dziedzinie. „Wielu ludziom depczemy po palcach” – przyznaje, ponieważ większość interpretacji mechaniki kwantowej zakłada, że zmierzone wartości bezpośrednio reprezentują rzeczywistość.
Główny spór: rzeczywistość a interpretacja matematyczna
Główny argument dotyczy natury funkcji falowej. Jeśli jest to tylko narzędzie matematyczne, wówczas interpretacja wieloświata staje się zbędna. Zamiast tego eksperyment zakłada, że istnieje tylko to, co można zmierzyć bezpośrednio, odrzucając pogląd, że hipotetyczne wyniki pomiarów definiują wszechświat.
Hofman i jego zespół mieli trudności z opublikowaniem swojego artykułu w głównych czasopismach, ale zostali zaproszeni do zaprezentowania swojej pracy różnym grupom badawczym. „Konieczna jest zmiana poglądów, a to zajmuje dużo czasu” – mówi Hoffman, podkreślając, jak trudno jest podważyć ustalony konsensus naukowy.
Jeśli wyniki zostaną potwierdzone, fizycy będą musieli zrewidować podstawowe założenia dotyczące natury rzeczywistości, potencjalnie odkrywając dziesięciolecia teorii opartych na wieloświecie.
Choć debata trwa, eksperyment ten uwypukla ciągłą walkę o pogodzenie mechaniki kwantowej z naszym rozumieniem wszechświata. Twierdzenie, że funkcja falowa jest nierzeczywista i że rzeczywistość stanowią jedynie zjawiska mierzalne, podważa podstawy współczesnej fizyki i może prowadzić do zmiany paradygmatu w sposobie postrzegania kosmosu.
