Fizyka kwantowa sugeruje fundamentalne ograniczenie tego, co możemy wiedzieć o wszechświecie. Chociaż możemy przewidzieć zachowanie obiektów kwantowych za pomocą funkcji falowych – wzorów matematycznych opisujących ich stany – nowe badania sugerują, że funkcja falowa samego Wszechświata może być z natury niedostępna dla pełnej wiedzy. Nie jest to tylko ograniczenie techniczne; sugeruje to, że niektóre aspekty rzeczywistości mogą istnieć poza naszą zdolnością do ich zmierzenia lub pełnego zrozumienia.
Funkcja fali kwantowej i Wszechświat
Na poziomie kwantowym każda cząstka jest opisana funkcją falową, która obejmuje wszystkie jej potencjalne właściwości. Jeśli cały wszechświat działa według zasad kwantowych, jak wierzy wielu fizyków, to nawet sam układ kosmiczny powinien mieć funkcję falową. Znani fizycy, tacy jak Stephen Hawking, spekulowali już wcześniej na temat tej koncepcji, ale zdefiniowanie tej uniwersalnej funkcji falowej pozostało nieuchwytne.
Niedostępność wiedzy uniwersalnej
Badacze Eddie Keming Chen i Roderich Tumulka udowodnili matematycznie, że pełna wiedza na temat funkcji falowej Wszechświata jest najprawdopodobniej niemożliwa. Odkryli, że nawet przy doskonałych pomiarach nasza zdolność do dokładnego określenia stanu kwantowego Wszechświata jest zasadniczo ograniczona.
„Funkcja falowa wszechświata jest jak kosmiczna tajemnica, którą sama fizyka stara się zachować” – wyjaśnia Chen. „Możemy wiedzieć niesamowitą ilość o tym, jak zachowuje się Wszechświat, ale nadal nie jesteśmy pewni, w jakim stanie kwantowym się on znajduje”.
Ich podejście skupiało się na tym, czy obserwacje mogą pomóc w wyborze prawidłowej funkcji falowej z prawdopodobnego zakresu możliwości. Korzystając ze statystycznej mechaniki kwantowej i uznając ogromną liczbę parametrów wymaganych do zdefiniowania uniwersalnej funkcji falowej, doszli do wniosku, że dokładna definicja jest niemożliwa.
Implikacje dla kosmologii i teorii kwantowej
Odkrycie to niekoniecznie obala teorię kwantową, ale podkreśla jej nieodłączne ograniczenia w skali do rozmiarów przestrzeni. J.B. Munchak z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine zauważa, że podobne ograniczenia istnieją w ogólnej teorii względności i grawitacji Einsteina. Sheldon Goldstein z Rutgers University dodaje, że niewybranie jednej „poprawnej” uniwersalnej funkcji falowej może nie być krytyczne, ponieważ wiele funkcji falowych może dawać podobne wyniki w dalszych obliczeniach.
Aspekty filozoficzne i przyszłe badania
Badanie stanowi ostrzeżenie przed nadmiernym poleganiem w nauce na rygorystycznych testach eksperymentalnych. Niektóre rzeczywistości mogą istnieć poza naszą możliwością zmierzenia, jak zauważa Tumulka: „Pewne rzeczy istnieją w rzeczywistości, ale nie możemy ich zmierzyć”.
Naukowcy planują zastosować swoje odkrycia w mniejszych, ale złożonych systemach i zbadać techniki takie jak „tomografia cieniowa” w celu określenia stanów kwantowych. Emily Adlam z Uniwersytetu Chapman sugeruje, że praca ta wzmacnia interpretacje mechaniki kwantowej, które kładą nacisk na zależność od obserwatora, a nie na pojedynczą obiektywną rzeczywistość.
Ostatecznie te badania ujawniają poniżającą prawdę: wszechświat może zawierać fundamentalne tajemnice, które na zawsze pozostaną poza naszym zrozumieniem. Nie umniejsza to potęgi fizyki, ale przypomina nam, że w dążeniu do wiedzy nie chodzi o poznanie wszystkiego, ale o zrozumienie granic tego, co można poznać.
