ИГРЫ

«Мстители: Финал»: Физик рассказал о реальном Квантовом мире


«Мстители: Финал»: Физик рассказал о реальном Квантовом мире

Квантовый Мир и частицы Пима — это две части кинематографической вселенной Marvel, которые заставляют многих поклонников чесать головы, прежде чем просто принять этот факт и двигаться дальше с остальной частью фильма.

Определенно, нет альтернативного измерения, где неподвластно время и пространство. Приближаясь к выходу «Мстителей: Финал», ComicBook.com решили поговорить с физиком, который знает почти все о квантовой механике, чтобы попытаться сравнить научные теории и законы реальной жизни с тем, что вы увидите на экране, когда фильм выйдет в прокат в России.

Когда дело доходит до Квантового Мира в MCU, Хэнк Пим изучает ее для неограниченного использования энергии. До сих пор мы видели альтернативное измерение три раза.

Доктор Тевари — адъюнкт-профессор физики и астрономии в Университете Клемсона, где его исследования сосредоточены на квантовых вычислениях и теории конденсированных сред. Перво-наперво, мы хотели сравнить, как выглядит квантовая механика в реальной жизни, по сравнению с тем, как она изображается Пимом в MCU.

Это классическая интуиция. Но они классичны только потому, что мы большие системы. Если бы вы могли миниатюризировать нас и привести к очень низким низким температурам, тогда это будет квантовая механика.

В этом есть смысл, верно? Квантовая механика — это исследование мельчайших возможных частиц во Вселенной, субатомных частиц, нечто полностью соответствующее частицам Пима. Изучаая его, физик приводит нам реальный пример.

Скажем, вы смотрите Олимпийские игры, и всё внимание сосредоточено на трек. Вы наблюдаете за бегуном и замечаете, что он стартует в определенной точке трассы. Судя по их текущему местоположению и скорости, с которой они движутся, мы можем использовать физику, чтобы определить местоположение бегуна. Однако ситуация меняется, когда вы смотрите на нее с помощью квантовой механики.

Квантовая механика говорит нам, что бегуну в этом сценарии не задана статическая точка в пространстве, движущаяся с определенной скоростью. Вместо этого местоположение бегуна дано в терминах волновой функции. Это означает, что местоположение бегуна полностью зависит от волны, по которой он движется.

«Мстители: Финал»: Физик рассказал о реальном Квантовом мире

Подумайте об этом на макроуровне и посмотрите на океан и волну воды. Если волна достигает 6 метров в высоту, вы можете находиться на высоте 6 метров в воздухе или в желобе под поверхностью воды, и она может измениться за микросекунду. Короче говоря, в этом и заключается суть квантовой механики. 

Существует правило, называемое правилом Борна, которое гласит, что если вы выполните измерение какого-либо свойства электрона или любой квантово-механической частицы, то результаты измерения будут иметь определенные вероятности. Так, например, если я провожу измерение положения электрона, то электрон описывается как волна, что означает, что волновая функция где-то имеет большее значение, а где-то меньшее.

Используя наш пример, большее значение, которое упоминает Тевари, будет гребнем океана, а меньшее значение — впадиной океана.

Как только они закончили введение в Quantum Mechanics 101, они попытались понять версию квантовой механики MCU. Судьба распорядилась так, что такая вещь, как Квантовый мир, технически существует в реальной жизни. Однако вы можете быть немного убиты горем, узнав, что это не то, что Вы могли бы использовать для путешествия через пространственно-временной континуум. Хотите верьте, хотите нет, но мы с вами сейчас в Квантовом мире. С научной точки зрения Квантовый мир — это место, где действуют законы квантовой механики.

Доктор Тевари объясняет, что с тех пор эта идея разветвилась на теории о существовании мультивселенной. В этой теории частицы в одной вселенной реплицируются в другой, используя, как вы догадались, идею квантовой механики.

Это заставляет вас чувствовать, что квантовая механика дает вам странную идею, что все может быть везде. Я имею в виду, что, по крайней мере, у всего есть определенная вероятность быть везде. Теперь это, то есть то, что все может быть везде, это, на самом базовом уровне, связано с этой идеей мультивселенной.

Теория мультивселенной говорит нам, что если вы производите измерение, то у вас есть вероятность того, что частица находится здесь. Но у вас есть вероятность, что частица находится где-то еще. И все это разные реальности, поэтому вы и частица существуете в одной реальности, где вы нашли частицу, чтобы быть где-то. Но вы также можете с меньшей вероятностью найти частицу где-то в другом месте, и тогда это также реальность, которая существует в другой вселенной, которая вам недоступна.

Если мы на Земле-Прайм, например, как, черт возьми, мы попадем на Землю-2 или Землю-616? Ну, это просто вопрос нарушения законов физики и нарушения пространственно-временного континуума в его нынешнем виде. Звучит достаточно просто, верно?

На самом деле мы не можем видеть наше общение без наших вселенных, потому что мы находимся в нашем собственном аквариуме Вселенной. Теперь, чтобы иметь возможность общаться между этими разными вселенными, вы должны сломаться, вы должны сломать это искривленное пространство/время. Это, вероятно, не допускается теорией относительности Эйнштейна, поскольку это нарушило бы некоторые фундаментальные законы физики, но я бы сказал, что если вы можете преодолеть барьеры пространства и времени, тогда, вы узнаете, что это возможно.

Перемещая механизмы от квантовой механики к физике, разговор быстро уходит в мир путешествий во времени, что, по словам Тевари, гораздо более правдоподобно, чем межпространственные путешествия. По мнению физика, путешествие во времени, по крайней мере, в общем научном смысле, было бы возможно, если бы вы могли двигаться со скоростью света.

Если бы вы могли двигаться со скоростью света, вы бы не старели. То есть время остановится для вас, если вы сможете двигаться со скоростью света. Другими словами, отсюда следует, что если вы будете двигаться быстрее, быстрее и быстрее, то время будет двигаться для вас все медленнее, медленнее и медленнее. Теперь это хорошо определенная теория, и это вы можете проверить в эксперименте.

В качестве примера доктор Тевари приводит близнецов. Скажем, один остается на Земле, а другой уходит, чтобы постоянно исследовать космос со скоростью света в течение следующих 20 лет. Когда братья в конце концов соберутся на Земле, тот, кто остался, будет на 20 лет старше, в то время как другой постареет лишь на долю этого, скажем, на пять лет.

Конечно, вы, вероятно, не признаете сценарий как классическое путешествие во времени, которое можно увидеть в кино или на телевидении. Путешествие во времени, в некотором смысле, теоретически возможно, Тевари говорит, что путешествие назад во времени, по крайней мере, с теми знаниями, которые есть у ученых, противоречит фундаментальным законам физики.

Мы, физики, отчасти понимаем, почему путешествие назад во времени невозможно. Потому что для этого вам нужно иметь возможность двигаться со скоростью, превышающей скорость света, и опять же, люди провели эксперименты, чтобы доказать, что скорость света является самой высокой скоростью во вселенной.

Теперь, прежде чем вы инвестируете весь свой сберегательный счет в попытку построить свой собственный космический корабль, который может затмить скорость света, Тевари указывает, что на данный момент единственными частицами, которые смогли совершить такой подвиг, являются субатомные частицы, созданные в ускорителях частиц, таких как Фермилаб в Иллинойсе.

Вот и все, поклонники MCU. Хотя Квантовый мир существует в реальной жизни, он несколько приукрашен на большом экране, как и ожидалось, и теоретически путешествие во времени возможно, по крайней мере, на субатомном уровне. Как говорит д-р Тевари, изучение квантовых технологий будет служить основой научных исследований в течение следующих нескольких десятилетий или более.

Фактически, конгресс принял закон о Национальной квантовой инициативе в декабре прошлого года, и он был подписан всего через несколько дней, давая американским ученым 1,2 миллиарда долларов в течение следующих пяти лет для ускорения исследований в этой области. Кто знает, может быть, в ближайшие пять лет кто-то совершит огромный прорыв, и мы сами сможем прыгнуть вперед во времени, хотя нам, вероятно, не стоит надеяться.

Премьера «Финала» состоится 29 апреля 2019 года.



СМОТРИ ТАКЖЕ