Теория одноэлектронной Вселенной – это предположение о том, что в нашей Вселенной имеется всего один электрон, и он находится в разных пространственных точках.
Гипотеза основана на представлении о мировых линиях, которые «рисует» каждый электрон в пространственно-временном континууме.
Учитель Феймана, Дж. Уиллер, выдвинул гипотезу о том, что взамен бесконечного числа мировых линий может иметься одна линия, которую начертил один электрон. Отдельно взятый момент времени – это кусок пространственно-временного континуума, который пересекает мировая линия электрона, завязанная в узел, много раз.
При этом в точках пересечения $\frac {1}{2}$ часть линий имеет направление по времени, другая половина против направления течения времени.
Телефонный разговор Феймана и Уиллера
Данная гипотеза была описана Р. Фейманом практически как шуточная. В своей Нобелевской речи он воспроизвел известный разговор с профессором Дж. Уиллером во время которого Уиллер сказал, что знает почему все электроны обладают одинаковыми зарядами и массами. Профессор пояснил, что полагает, что все электроны - это один и тот же электрон.
Уиллер предположил, что:
- Мировые линии, рассматриваемые обычно в пространстве создают огромный узел.
- Если разрезать этот узел при помощи плоскости, считая, что на данной плоскости время неизменно, можно будет увидеть множество мировых линий. Эти линии представляют собой множество электронов.
- При этом в одном из сечений мы будем иметь обычную мировую линию электрона, то в сечении, где линия поворачивает и следует назад из будущего, мы будем иметь неверный знак собственного времени собственных четырехмерных скоростей, что соответствует изменению знака заряда. Данный отрезок пути станет действовать как позитрон.
Далее Фейман рассказал о том, что не воспринял серьезно идею о эквивалентности электронов серьезно, но воспринял идею о возможности представления позитронов, как электроны, которые идут из будущего в прошлое в обратном сечении их мировых линий.
Гипотезы, связанные с одноэлектронной Вселенной
Существует гипотеза, что пространство и время создают кванты при их взаимодействии, а именно путем квантовой запутанности, которая выявлена в ходе экспериментов. В такой Вселенной время может являться иллюзией:
- Пусть частица движется с большой скоростью в начале формирования Вселенной.
- Она перемещается столь на большом расстоянии в будущее, что прилетает к концу расширения Вселенной и двигаться больше не может.
- Частица отскакивает в обратном направлении во времени и прилетает и врезается в Большой Взрыв, откуда она начала свое движение.
- Повторение данного процесса движения будет создавать клоны одной частицы (например, электрона). При этом будет иметься ощущение, что таких частиц огромное число, и они находятся везде.
Физик-теоретик Й. Намбу применил идею Уиллера и Феймана к процессу появления и аннигиляции пар частиц и античастиц, предположив, что происходит не создание и аннигиляция, а только изменение направления движения частиц из прошлого в будущее и наоборот.
Так можно пояснить причину невозможности одновременного установления импульса и местоположения электрона (принцип неопределенности Гейзенберга).
Понимание причины, по которой Уиллер выдвинул свою гипотезу, вероятно, следует искать в свойствах электронов.
Квантовая запутанность
Электроны описывают как объекты, обладающие корпускулярно-волновым дуализмом. То есть они способны проявлять себя как частицы (корпускулы) и как волны, и это зависит от взаимодействия. При этом:
- Волновые состояния рассматривают как область вероятности, записываемую как картину интерференции.
- Частицы уподобляют самой вероятности, которая сколлапсировала в точку взаимодействия.
Предполагают, что кванты являются безвременной и внепространственной энергией. Если они вне времени и пространства, то их нельзя разделить.
В соответствии с современными теориями происхождения Вселенной, она возникла из сингулярности, которая является безвременным состоянием пространства. Нельзя уверенно полагать, что до Большого Взрыва имелась сингулярность, так как тогда мы помещаем безвременное во время. Безвременное не может существовать до или после.
Сингулярность, как и кванты, можно считать безвременной и внепространственной энергией.
Возможно, кванты и сингулярность эквивалентны. Тогда можно выдвинуть гипотезу о том, что сингулярность не была ликвидирована при взрыве в начале создания Вселенной.
Кванты – это сингулярность, которая взаимодействует сама с собой. Тогда можно заключить, что все – это одно.
Общая теория относительности считает, что гравитация является геометрическим свойством пространства и времени. Эксперименты показывают, что пространство и время являются побочными продуктами квантовой запутанности. Некоторые модели из геометрии можно применять для упрощения вычислений взаимодействий в квантовой физике и квантовой запутанности. Так, логично предположить, что геометрия, которая создает гравитацию, является свойством квантовых областей вероятности.
Квантовая запутанность предполагает возможность мгновенной передачи информации. Взаимодействия между запутанными частицами происходят мгновенной, при этом не важно расстояние между ними. Данный факт можно трактовать как отсутствие пространства между этими частицами.
Если предположить, что электрон способен находиться в один момент времени в разных местах, то тогда настоящее, прошлое и будущее разделено иллюзорно. Если предположить наличие ткани, на которой все идет одновременно, в таком случае единственный электрон можно уподобить нитям, из которых эта ткань состоит.
Проблемы гипотезы одноэлектронной Вселенной
В соответствии с гипотезой Уиллера Вселенная должна иметь равное число электронов и позитронов. На самом деле электронов намного больше, чем позитронов. Фейман отмечал, что его учитель говорил о том, что позитроны просто не обнаружены в необходимых количествах, например, они могут существовать в протонах.
Электроны могут распадаться. Если мы имели бы всего один электрон, то количество перевоплощений Вселенной увеличивалось.
Ученые полагают, что теорию одноэлектронной Вселенной недоказуема.
По признанию Феймана эту идею он никогда всерьез не воспринимал.
