En 1940, dos famosos físicos teóricos hablaban sobre el electrón y sus propiedades, por lo que tuvieron la idea de que todos los electrones son el mismo electrón.
Los físicos John Wheeler y Richard Feynman tenían una visión poco convencional de la realidad. Por ejemplo, teorizaron que solo hay un electrón en todo el universo, ubicado alternativamente en todos los puntos del espacio, desde el Big Bang hasta el final de todo (ya sea Big Rip, Big Compression, muerte por calor u otra cosa). En otras palabras, estamos hablando del hecho de que 10 ^ 80 electrones con los que tratamos en cada momento del tiempo son el mismo electrón. Un electrón que penetra en cada átomo y molécula, independientemente del espacio y el tiempo.
La teoría de un universo de un electrón, propuesta por John Wheeler durante una conversación telefónica con Richard Feynman, asume que todos los electrones y positrones son, de hecho, manifestaciones de un objeto, moviéndose hacia adelante y hacia atrás en el tiempo.
Wheeler llegó a la conclusión de que un positrón es un electrón que retrocede en el tiempo por entrelazamiento cuántico. Feynman luego expresó la misma hipótesis en su artículo de 1949, The Theory of Positrons, en Harvard.
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Richard Feynman.
La idea se basa en las líneas del mundo trazadas por cada electrón a través del espacio-tiempo. Wheeler sugirió que en lugar de innumerables líneas de este tipo, todas podrían ser parte de una sola línea dibujada por un electrón, como un enorme nudo enredado. Cada momento del tiempo es parte del espacio-tiempo y se cruza con la línea del mundo conectada en un nodo muchas veces. En los puntos de intersección, la mitad de las líneas se dirigirán hacia adelante en el tiempo y la otra mitad se dirigirá hacia atrás. Wheeler sugirió que estas secciones inversas representan la antipartícula del electrón, el positrón.
El ataque de los clones
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Los cuánticos existen fuera del espacio-tiempo y no ocupan posiciones tridimensionales. Incluso se puede decir (pero con mucho cuidado) que el espacio y el tiempo en sí mismos son creados por las interacciones de los cuantos, es decir, por medio del entrelazamiento cuántico, lo que ha sido confirmado experimentalmente. Además, en un universo "confuso", el tiempo puede ser solo una ilusión. Y esto nos lleva a otra pregunta importante: ¿qué significa el entrelazamiento de todas las partículas? ¿Qué significa la existencia fuera del espacio y el tiempo para un electrón?
Imagina una partícula que se mueve increíblemente rápido en el tiempo durante las primeras etapas del universo. Viaja tan lejos hacia el futuro que "choca" contra la "pared" (sea el final de la expansión del Universo, donde la partícula ya no puede "moverse" en entropía) y rebota en el tiempo, donde "choca" contra el Big Bang, desde donde ella despegó inicialmente. Repetir este proceso una y otra vez a una velocidad muy alta creará clones de la misma partícula, en nuestro caso un electrón, y parecerá que hay billones de partículas y están en todas partes.
John Archibald Wheeler.
Si esto es demasiado difícil, intentemos otro experimento mental.
Si el lunes regresara en el tiempo el domingo y regresara a casa, y luego repitiera este proceso toda la semana (hasta el viernes), ¡tendría cinco copias de usted mismo el mismo domingo! Ahora imagina que el electrón lo hace trillones de veces, y el "domingo" es la era moderna en el universo.
De este concepto de "positrón" (antipartícula de un electrón) se habló de Richard Feynman. Un poco más tarde, el físico teórico Yoichiro Nambu lo aplicó a toda la generación y aniquilación de pares partícula-antipartícula en su artículo publicado en 1950, afirmando que “la posible creación y aniquilación de pares que puede ocurrir en un momento dado no es creación y no la aniquilación, sino sólo un cambio en la dirección de las partículas en movimiento del pasado al futuro o del futuro al pasado ".
Esta también puede ser la razón por la cual es imposible encontrar simultáneamente tanto el momento del electrón como su posición (según el principio de incertidumbre de Heisenberg). Para comprender por qué Wheeler pensó en los electrones de esta manera, debemos considerar sus propiedades.
Universo de un electrón
Los cuantos no son como los "objetos" familiares para todos. El mundo cuántico es generalmente extraño, dijo el propio Richard Feynman al respecto: "Creo que puedo decir con seguridad que nadie comprende la mecánica cuántica".
Los electrones tienen una dualidad onda-partícula. Esto significa que pueden comportarse como partículas y como ondas, dependiendo de la interacción. Para conceptualizar los cuantos con mayor precisión, el estado de onda debe considerarse como una región de probabilidad, que escribimos en forma de patrón de interferencia, y el estado de una partícula es la probabilidad misma que colapsó en un punto de interacción.
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Patrón de interferencia en el experimento con dos rendijas.
Según la Relatividad General (GTR), el espacio y el tiempo son uno, pero cuando se trata de GTR con mecánica cuántica, los teóricos y cosmólogos tienen problemas. Pero saben que el origen del Universo en el modelo cosmológico moderno es la singularidad, un estado del espacio atemporal, y todavía no hay una comprensión completa de este hecho.
No se puede decir con certeza que hubo una singularidad antes del Big Bang, que crearía una contradicción al colocar lo intemporal en el "tiempo". Además, lo intemporal no tiene una relación temporal, no puede existir antes o después de algo. La teoría general de la relatividad dice que el tiempo y el espacio son un solo tejido, lo que significa que el espacio no puede tener su propio tiempo separado y el tiempo no puede tener su propio espacio separado.
Los cuánticos tienen algunas similitudes con la "singularidad" del Big Bang: ambos representan energía atemporal y sin espacio. Dado que son tanto atemporales como extradimensionales, son inseparables, porque el concepto mismo de separación existe en el continuo espacio-tiempo.
Relatividad cuántica
Si los cuantos y la singularidad son inseparables, entonces son uno y lo mismo. Esto nos lleva a otro punto importante. La Singularidad no desapareció en una explosión hace miles de millones de años. Quanta es una singularidad que interactúa consigo misma. Entonces, literalmente, resulta que todo es uno. Esta es la relatividad cuántica.
Podrías preguntar, ¿qué pasa con la gravedad? La relatividad general establece que la gravedad es una propiedad geométrica del espacio y el tiempo, y la evidencia experimental sugiere que el espacio y el tiempo son subproductos del entrelazamiento cuántico. Los científicos han descubierto recientemente que algunos modelos geométricos pueden usarse para simplificar en gran medida los cálculos de interacciones cuánticas y entrelazamiento cuántico. No es necesario ir muy lejos para asumir que la geometría que crea la gravedad es en realidad una propiedad de las regiones cuánticas de probabilidad.
Entrelazamiento cuántico en la visión del artista.
El entrelazamiento cuántico pasa por alto los límites de velocidad a los que se puede transmitir la información. Las interacciones entre partículas entrelazadas ocurren instantáneamente, independientemente de lo lejos que estén unas de otras. Topológicamente hablando, este hecho permite asumir que no hay espacio entre ellos. ¿Es el tiempo real o es solo una ilusión de percepción creada por el observador? ¿Es el espacio tan ilusorio como el tiempo?
La única opción en la que el electrón podría estar simultáneamente "aquí" y "allí" es si la separación del pasado, presente y futuro es ilusoria. Si hay alguna tela primaria en la que todo sucede al mismo tiempo, entonces un electrón puede parecerse a los hilos de las cosas tejidas con la ayuda de la cual se teje la tela. Sin embargo, por supuesto, esta hipótesis tiene sus propios problemas y preguntas serios.
Crítica y controversia
Falta antimateria. En el universo de Wheeler, deberíamos tener el mismo número de positrones y electrones, pero en realidad este no es el caso. Hay inconmensurablemente más electrones que positrones. Según Feynman, discutió este tema con Wheeler y este último sugirió que los positrones faltantes podrían estar ocultos en protones (usando captura de positrones).
Además, existen otras propiedades de los electrones. Estas partículas están sujetas a descomposición. En el caso de un electrón, el número de universos reencarnados aumentaría cada vez más y se volvería menos estable.
Salir
La teoría de un universo de un electrón suena intrigante e interesante, pero es imposible probarlo. A los problemas de teoría descritos anteriormente, se puede agregar la pregunta de por qué el número de electrones en el Universo es finito y no al revés. Estos ejemplos simples pero gráficos ponen en duda toda la hipótesis.
Sin embargo, si la teoría es correcta, ¿qué más podría significar para nosotros? Quizás cualquier otra partícula, desde protones hasta neutrones e incluso partículas exóticas como los neutrinos, es también una partícula que viaja de un lado a otro en el tiempo. Esto, a su vez, significaría que no solo constamos de las mismas partículas, sino que, de hecho, cada uno de nosotros consta de un protón, un neutrón y un electrón.
El propio Feynman, como admitió, nunca se tomó en serio la idea de Wheeler, pero fue ella quien le dio la idea de que un electrón y un positrón están conectados. Basado en el hecho de que estas partículas solo difieren en la carga, el científico demostró que si lanza un electrón hacia atrás a lo largo del eje del tiempo, será completamente idéntico a un positrón. Por supuesto, esto no es cierto, sino solo una interpretación física del fenómeno. 25 años después de especular sobre el universo de un electrón, en 1965 Feynman recibió el Premio Nobel de Física.
Quizás la lección más importante de la teoría del universo de un electrón es que no importa cuán extraña e imposible pueda parecer una idea, nunca se sabe a qué puede conducir hasta que no se investiga.
Vladimir Guillén
