Horizontes extremos en el espacio pueden traer estados cuánticos a la realidad: ScienceAlert

Ha pasado casi un siglo desde que los científicos empezaron a construir el universo.

A través de una mezcla compleja de experimento y teoría, los físicos han descubierto un motor basado en las matemáticas de la probabilidad mucho más allá de la interfaz de la realidad.

Se hace referencia en términos vagos como Interpretación de CopenhagueEsto toma la teoría que subyace en la mecánica cuántica dice que todo puede describirse como una posibilidad – hasta que tengamos que describirlo como un hecho.

Pero ¿qué significa esto?

A pesar de décadas de experimentación y filosofía, la brecha entre las propiedades inestables del sistema cuántico y la medida que todos vemos con nuestros propios ojos apenas se ha reducido. A pesar de toda la charla sobre el colapso de las formas de onda, los gatos en cajas y los efectos del observador, no estamos más cerca de comprender la naturaleza de la realidad que los primeros físicos a fines de la década de 1920.

Sin embargo, algunos investigadores creen que se pueden encontrar pistas en el espacio entre la física cuántica y otra gran teoría nacida a principios del siglo XX.^y Siglo: la famosa teoría general de la relatividad de Einstein.

el año pasadoun pequeño grupo de físicos de la Universidad de Chicago discutió sobre la mera presencia de un agujero negro en algún lugar cercano tirando de las cuerdas de masa en el desenfoque de los estados cuánticos y obligándolo a elegir un destino.

Ahora están de regreso con la expectativa de un seguimiento, ofreciendo sus puntos de vista sobre diferentes tipos de prospectos, en un avance impreso antes revisión por pares.

Imagina un pequeño trozo de materia emergiendo de la oscuridad dentro de una caja sellada. Invisible, está ahí en el borrón de Maybes. No tiene una posición única en la sombra, ni una rotación definida, ni un momento definido. Lo más importante es que cualquier luz que emita también cae en un espectro infinito de posibilidades.

Esta partícula resuena con su potencial en una onda que teóricamente se propaga hasta el infinito. Es posible comparar este espectro de posibilidades consigo mismo de la misma manera que una onda en la superficie de un estanque puede dividirse y recombinarse para formar un patrón reconocible de interferencia, en efecto.

Sin embargo, cada golpe y empujón en esta onda a medida que se propaga se entrelaza con otro, limitando el rango de posibilidades que se le abren. Su patrón de interferencia cambia de manera notable, limitando sus resultados a un proceso que los físicos describen como pérdida de coherencia, o decoherencia.

Este es el proceso que los físicos Dane Danielson, Gautam Satishchandran y Robert Wald consideraron en un experimento mental que conduciría a una interesante paradoja.

Un físico que mira dentro de la caja para detectar la luz emitida por una partícula inevitablemente se enfrentará a su entorno con ondas de partículas ocultas, causando un cierto grado de decoherencia.

Pero, ¿y si alguien más estuviera mirando por encima del hombro y captando la luz emitida por la partícula con sus ojos? Asimismo, al enredarse con la luz emitida por la partícula, restringirían estas posibilidades en la onda de la partícula, alterándola aún más.

¿Y si el segundo observador está parado en un planeta distante, a años luz de distancia, mirando dentro del cofre a través de un telescopio? Aquí es donde se pone raro.

A pesar de los años que tardaron las ondas electromagnéticas en salir de la caja, el segundo observador siguió enredando la partícula. De acuerdo con la teoría cuántica, esto también debería causar un cambio notable en la onda de la partícula, algo que el primer observador podría ver mucho antes de que un colega en un mundo distante comience a construir su telescopio.

Pero, ¿y si el segundo observador desapareciera en lo profundo de un agujero negro? La luz de la caja podría deslizarse fácilmente a través de su horizonte, cayendo en el abismo deformado del espacio-tiempo, pero de acuerdo con las reglas de la relatividad general, ninguna información sobre su destino entrelazado con el segundo observador puede filtrarse nuevamente.

O lo que sabemos sobre la física cuántica está mal, o tenemos serios problemas que resolver con la relatividad general.

o, de acuerdo a Danielson, Satishchandran y Wald, nuestro segundo observador no relacionado. La línea de no retorno que rodea el agujero negro, conocida como horizonte de sucesos, actúa como un observador en sí mismo, causando eventualmente la decoherencia de, bueno, casi todo. Como una horda de ojos gigantes a través del universo, observando cómo se desarrolla el universo.

arrastrarse todavía? Es cada vez peor.

Los agujeros negros no son el único fenómeno en el que el espacio-tiempo se extiende en una calle de sentido único. Cualquier objeto lo suficientemente acelerado que se acerque a la velocidad de la luz, de hecho, eventualmente experimentará una especie de horizonte desde el cual la información que está emitiendo no puede regresar.

Según el estudio más reciente del trío, estos «Rindler horizontesTambién puede producir un tipo similar de decoherencia en estados cuánticos.

Esto no significa que el universo sea consciente de ninguna manera. Por el contrario, las conclusiones podrían conducir a teorías objetivas sobre cómo los estados cuánticos se resuelven en medidas absolutas, y quizás dónde convergen la física cuántica y la gravitatoria en una teoría integral de la física.

El universo todavía está roto, al menos por ahora.

Todo lo que podemos decir es ver este espacio.

Esta investigación ha sido publicada en arXiv.