En 1940, deux célèbres physiciens théoriciens parlaient de l'électron et de ses propriétés, ils ont donc eu l'idée que tous les électrons sont un seul et même électron.
Les physiciens John Wheeler et Richard Feynman avaient une vision plutôt non conventionnelle de la réalité. Par exemple, ils ont théorisé qu'il n'y avait qu'un seul électron dans tout l'univers, situé alternativement à tous les points de l'espace - du Big Bang à la fin de tout (que ce soit le Big Rip, la Big Compression, la mort par la chaleur ou autre chose). En d'autres termes, nous parlons du fait que 10 ^ 80 électrons avec lesquels nous traitons à chaque instant du temps sont le même électron. Un électron imprégnant chaque atome et molécule, indépendamment de l'espace et du temps.
La théorie d'un univers à un électron, proposée par John Wheeler lors d'une conversation téléphonique avec Richard Feynman, suggère que tous les électrons et positrons sont, en fait, des manifestations d'un objet se déplaçant dans le temps.
Wheeler a été poussé à la conclusion qu'un positron est un électron qui recule dans le temps par intrication quantique. Feynman a exprimé plus tard la même hypothèse dans son article de 1949, The Theory of Positrons, à Harvard.
Richard Feynman.
L'idée est basée sur les lignes du monde tracées par chaque électron à travers l'espace-temps. Wheeler a suggéré qu'au lieu d'innombrables lignes de ce type, elles pourraient toutes faire partie d'une seule ligne dessinée par un électron, comme un énorme nœud enchevêtré. Chaque instant du temps fait partie de l'espace-temps et se croise plusieurs fois avec la ligne du monde connectée en un nœud. Aux points d'intersection, la moitié des lignes seront dirigées vers l'avant dans le temps et l'autre moitié vers l'arrière. Wheeler a suggéré que ces sections inverses représentent l'antiparticule de l'électron, le positron.
Attaque des clones
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Les quantums existent en dehors de l'espace-temps et n'occupent pas de positions tridimensionnelles. On peut même dire (mais avec beaucoup de précaution) que l'espace et le temps eux-mêmes sont créés par les interactions des quanta, à savoir par l'intrication quantique, qui a été confirmée expérimentalement. De plus, dans un univers «confus», le temps peut n'être qu'une illusion. Et cela nous amène à une autre question importante: que signifie l'intrication de toutes les particules? Que signifie l'existence hors de l'espace et du temps pour un électron?
Imaginez une particule se déplaçant incroyablement vite dans le temps au tout début de l'univers. Elle voyage si loin dans le futur qu'elle «s'écrase» dans le «mur» (que ce soit la fin de l'expansion de l'Univers, où la particule ne peut plus «se déplacer» en entropie) et rebondit dans le temps, où elle «s'écrase» dans le Big Bang, d'où elle a décollé au départ. Répéter ce processus encore et encore à une vitesse très élevée créera des clones de la même particule - dans notre cas, un électron - et il semblera qu'il y a des milliards de particules et qu'elles sont partout.
John Archibald Wheeler.
Si c'est trop difficile, essayons une autre expérience de pensée.
Si le lundi vous reveniez dans le temps le dimanche et rentriez chez vous, puis répétiez ce processus toute la semaine (jusqu'au vendredi), vous vous retrouveriez avec cinq copies de vous-même le même dimanche! Maintenant, imaginez que l'électron fait ce trillions de fois, et "dimanche" est l'ère moderne de l'univers.
C'est de ce concept de «positron» (antiparticule d'un électron) que Richard Feynman a parlé. Un peu plus tard, le physicien théoricien Yoichiro Nambu l'appliqua à toute la génération et à l'annihilation des paires particule-antiparticule dans son article publié en 1950, déclarant que «la possible création et annihilation de paires qui peuvent survenir à un moment donné n'est pas la création et non pas un anéantissement, mais seulement un changement dans la direction du déplacement des particules du passé vers le futur ou du futur vers le passé."
C'est peut-être aussi la raison pour laquelle il est impossible de connaître simultanément à la fois la quantité de mouvement de l'électron et sa position (selon le principe d'incertitude de Heisenberg). Pour comprendre pourquoi Wheeler a pensé aux électrons de cette manière, nous devons considérer leurs propriétés.
Univers à un électron
Les quanta ne sont pas comme les «objets» familiers à tout le monde. Le monde quantique est généralement étrange, a déclaré Richard Feynman lui-même à ce sujet: «Je pense que je peux affirmer avec certitude que personne ne comprend la mécanique quantique».
Les électrons ont une dualité onde-particule. Cela signifie qu'ils peuvent se comporter à la fois comme des particules et comme des ondes, en fonction de l'interaction. Pour conceptualiser les quanta plus précisément, l'état d'onde doit être considéré comme une région de probabilité, que nous écrivons sous la forme d'un motif d'interférence, et l'état d'une particule est la probabilité même qui s'est effondrée en un point d'interaction.
Modèle d'interférence dans l'expérience avec deux fentes.
Selon la Relativité Générale (GTR), l'espace et le temps ne font qu'un, mais quand il s'agit de GTR avec la mécanique quantique, les théoriciens et les cosmologistes ont des problèmes. Mais ils savent que l'origine de l'Univers dans le modèle cosmologique moderne est la singularité - un état d'espace intemporel, et il n'y a toujours pas de compréhension complète de ce fait.
On ne peut pas dire avec certitude qu'il y avait une singularité avant le Big Bang - qui créerait une contradiction en plaçant l'intemporel dans le «temps». De plus, l'intemporel n'a pas de relation temporaire, il ne peut pas exister avant ou après quelque chose. La théorie générale de la relativité dit que le temps et l'espace sont un seul tissu, ce qui signifie que l'espace ne peut pas avoir son propre temps séparé et que le temps ne peut pas avoir son propre espace séparé.
Les quantums présentent quelques similitudes avec la «singularité» du Big Bang: les deux représentent une énergie intemporelle et sans espace. Puisqu'ils sont à la fois intemporels et extradimensionnels, ils sont inséparables, car le concept même de séparation existe dans le continuum espace-temps.
Relativité quantique
Si quanta et singularité sont inséparables, alors ils ne font qu'un. Cela nous amène à un autre point important. La Singularité n'a pas disparu lors d'une explosion il y a des milliards d'années. Quanta est une singularité en interaction avec elle-même. Ensuite, il s'avère littéralement que tout est un. C'est la relativité quantique.
Vous pourriez demander, qu'en est-il de la gravité? La relativité générale déclare que la gravité est une propriété géométrique de l'espace et du temps, et les preuves expérimentales suggèrent que l'espace et le temps sont des sous-produits de l'intrication quantique. Les scientifiques ont récemment découvert que certains modèles géométriques peuvent être utilisés pour simplifier considérablement les calculs des interactions quantiques et de l'intrication quantique. Vous n'avez pas à aller loin pour supposer que la géométrie qui crée la gravité est en fait une propriété des régions quantiques de probabilité.
Enchevêtrement quantique dans la vision de l'artiste.
L'enchevêtrement quantique contourne les limites de vitesse auxquelles les informations peuvent être transmises. Les interactions entre les particules enchevêtrées se produisent instantanément, quelle que soit la distance entre elles. Topologiquement parlant, ce fait permet de supposer qu'il n'y a pas d'espace entre eux. Le temps est-il réel ou est-ce juste une illusion de perception créée par l'observateur? L'espace est-il aussi illusoire que le temps?
La seule option dans laquelle l'électron pourrait être simultanément «ici» et «là» est si la séparation du passé, du présent et du futur est illusoire. S'il y a un tissu primaire sur lequel tout se passe en même temps, alors un électron peut ressembler aux fils de tricots à l'aide desquels le tissu est tissé. Cependant, bien sûr, cette hypothèse a ses propres problèmes et questions sérieux.
Critique et controverse
Antimatière manquante. Dans l'univers de Wheeler, nous devrions avoir un nombre égal de positrons et d'électrons, mais en réalité ce n'est pas le cas. Il y a infiniment plus d'électrons que de positrons. Selon Feynman, il a discuté de cette question avec Wheeler et ce dernier a suggéré que les positrons manquants pourraient être cachés dans les protons (en utilisant la capture de positons).
En outre, il existe d'autres propriétés des électrons. Ces particules sont sujettes à la désintégration. Dans le cas d'un électron, le nombre d'univers réincarnés augmenterait de plus en plus et deviendrait moins stable.
Résultat
La théorie d'un univers à un électron semble intrigante et intéressante, mais il est impossible de la prouver. Aux problèmes de théorie décrits ci-dessus, on peut ajouter la question de savoir pourquoi le nombre d'électrons dans l'Univers est fini, et non l'inverse? Ces exemples simples mais graphiques jettent le doute sur toute l'hypothèse.
Cependant, si la théorie est correcte, que pourrait-elle signifier d'autre pour nous? Peut-être que toute autre particule - des protons aux neutrons et même des particules exotiques telles que les neutrinos - n'est également qu'une particule qui se déplace dans le temps. Ceci, à son tour, signifierait que nous ne sommes pas seulement constitués des mêmes particules, mais, en fait, chacun de nous se compose d'un proton, d'un neutron et d'un électron.
Feynman lui-même, comme il l'a admis, n'a jamais pris l'idée de Wheeler au sérieux, mais c'est elle qui lui a donné l'idée qu'un électron et un positron sont connectés. Sur la base du fait que ces particules ne diffèrent que par la charge, le scientifique a prouvé que si vous renvoyez un électron le long de l'axe du temps, il sera complètement identique à un positron. Bien sûr, ce n'est pas vrai, mais juste une interprétation physique du phénomène. 25 ans après avoir spéculé sur l'univers à un électron, Feynman a reçu en 1965 le prix Nobel de physique.
La leçon la plus importante de la théorie de l'univers à un électron est peut-être que, aussi bizarre et impossible qu'une idée puisse paraître, vous ne savez jamais à quoi elle pourrait aboutir tant que vous ne l'avez pas recherchée.
Vladimir Guillen
