Kvanttimekaniikan monimaailmateoriassa oletetaan, että minkä tahansa toiminnan jokaisen mahdollisen lopputuloksen kohdalla maailmankaikkeus jakaantuu niin, että se mahtuu jokaiseen. Tämä teoria poistaa havaitsijan yhtälöstä. Enää emme pysty vaikuttamaan tapahtuman lopputulokseen pelkästään havainnoimalla sitä, kuten Heisenbergin epävarmuusperiaate sanoo.
Mutta Monen maailman teoria kääntää yleisesti hyväksytyn kvanttimekaniikan teorian päälaelleen. Ja arvaamattomassa kvanttiuniversumissa tämä on todella sanomista.
Esittely
Viime vuosisadan ajan hyväksytyin selitys sille, miksi sama kvanttihiukkanen voi käyttäytyä eri tavoin, oli Kööpenhaminan-tulkinta. Vaikka se on viime aikoina saanut vastusta Many-Worlds-tulkinnalta, monet kvanttifyysikot olettavat yhä, että Kööpenhaminan tulkinta on oikea. Kööpenhaminan tulkinnan esitti ensimmäisen kerran fyysikko Niels Bohr vuonna 1920. Sen mukaan kvanttihiukkanen ei ole olemassa yhdessä tai toisessa tilassa, vaan kaikissa mahdollisissa tiloissaan samanaikaisesti. Vasta kun havainnoimme sen tilaa, kvanttihiukkasen on periaatteessa pakko valita yksi todennäköisyys, ja se on se tila, jonka havaitsemme. Koska se voidaan pakottaa joka kerta eri havaittavaan tilaan, tämä selittää, miksi kvanttihiukkanen käyttäytyy epäsäännöllisesti.
Tätä tilaa, jossa se on olemassa kaikissa mahdollisissa tiloissa yhtä aikaa, kutsutaan kohteen koherentiksi superpositioksi. Kaikkien mahdollisten tilojen summa, joissa objekti voi esiintyä — esimerkiksi aalto- tai hiukkasmuodossa fotoneille, jotka kulkevat molempiin suuntiin samanaikaisesti — muodostaa objektin aaltofunktion. Kun havaitsemme objektin, superpositio romahtaa ja objekti pakotetaan johonkin aaltofunktionsa tiloista.
Bohrin Kööpenhaminan tulkinta kvanttimekaniikasta todistettiin teoreettisesti kuuluisaksi tulleella ajatuskokeella, johon liittyy kissa ja laatikko. Sitä kutsutaan Schrödingerin kissaksi, ja sen esitteli ensimmäisen kerran wieniläinen fyysikko Erwin Schrödinger vuonna 1935.
Teoreettisessa kokeessaan Schrödinger laittoi kissansa laatikkoon yhdessä radioaktiivisen materiaalin ja Geiger-laskurin – säteilyn havaitsemiseen tarkoitetun laitteen – kanssa. Geigerin laskuri oli suunniteltu niin, että kun se havaitsi radioaktiivisen aineen hajoamisen, se laukaisi vasaran, joka oli valmiina rikkomaan syaanivetyhappoa sisältävän pullon, joka vapautuessaan tappaisi kissan.
Jotta kissan kohtalosta ei olisi mitään varmuutta, kokeen piti tapahtua tunnin kuluessa, tarpeeksi kauan, jotta osa radioaktiivisesta aineesta saattoi mahdollisesti hajota, mutta tarpeeksi lyhyesti, jotta oli myös mahdollista, ettei mikään hajoaisi.
Schrödingerin kokeessa kissa oli suljettu laatikkoon. Siellä ollessaan kissa tuli olemassa olevaksi tuntemattomassa tilassa. Koska sitä ei voitu havaita, ei voitu sanoa, oliko kissa elossa vai kuollut. Sen sijaan se oli olemassa sekä elämän että kuoleman tilassa. Se on ikään kuin kvanttifysiikan vastaus vanhaan zen-kysymykseen:
Koska Kööpenhaminan tulkinta sanoo, että havainnoitaessa objekti pakotetaan ottamaan jompikumpi tila, kvantti-itsemurhakoe ei toimi tämän teorian mukaan. Koska liipaisimella mitattavan kvarkin suuntaa voidaan tarkkailla, lopulta kvarkki pakotetaan ottamaan myötäpäivään suunta, joka laukaisee aseen ja tappaa miehen.
Mutta eikö tämä kaikki ole vain typerää? Opettavatko nämä ajatuskokeet ja kvanttitulkinnat meille oikeasti mitään? Seuraavassa kappaleessa tarkastelemme näiden ajatusten mahdollisia seurauksia.