Nauka  / Artykuł

A co jeśli w całym Wszechświecie istnieje tylko jeden elektron, czyli hipoteza Wheelera

Elektron - jedna z najważniejszych cząstek elementarnych będąca składnikiem atomów od lat fascynuje fizyków. Ma ujemny ładunek elektryczny, zawsze tę samą masę i ten sam spin.

Nie udało się potwierdzić istnienia żadnej struktury wewnętrznej elektronu mimo wielokrotnych prób rozbicia ich za pomocą zderzania w akceleratorach. Jego działanie obserwujemy praktycznie na wszystkich poziomach na jakich badamy wszechświat - od fizyki kwantowej, po zjawiska w skali makro (tworzenie prądu elektrycznego).

Richard Feynman (fot. Wikipedia)
Richard Feynman (fot. Wikipedia)

Jedną z właściwości elektronu jest ich nierozróżnialność - elektrony w świecie mechaniki kwantowej istnieją tylko jako prawdopodobieństwo, więc pomiędzy obserwacjami nie jesteśmy w stanie określić tożsamości konkretnej cząsteczki. To ciekawa cecha, która zainspirowała profesora Johna Archibalda Wheelera, do stworzenia ad hoc ciekawej teorii. Nie przywiązywał on do niej żadnej wagi, traktował jedynie jako interesujący eksperyment myślowy.

A co jeśli obserwujemy zawsze ten sam elektron podróżujący bez przerwy w czasie? Może nasz Wszechświat ma tylko jedną taką cząsteczkę i spotykamy się z nią gdy nas "mija" podczas swoich podróży?

Wheeler podzielił się swoim pomysłem podczas rozmowy telefonicznej ze słynnym fizykiem Richardem Feynmanem, który o tym wspomniał podczas wykładu. Stąd wiemy w ogóle o hipotezie Wheelera, który prawdopodobnie nigdy więcej nie poświęcał jej więcej uwagi.

Zadzwonił do mnie pewnego dnia profesor Wheeler, i powiedział:
- "Feynman, wiem dlaczego wszystkie elektrony mają ten sam ładunek i masę".
- "Dlaczego?"
- "Bo to ten sam elektron!"

Według tego, co Wheeler powiedział podczas krótkiej rozmowy z Feynmanem, nie ma znaczenia, w którą stronę podróżuje elektron - ważne, aby był w teraźniejszości wystarczająco długo, by dać się zaobserwować.

Prof. John Archibald Wheeler (fot. Wikipedia)
Prof. John Archibald Wheeler (fot. Wikipedia)

Hipoteza Wheelera, jakkolwiek atrakcyjna i inspirująca (okazała się taka dla Feynmana) nie udaje się potwierdzić zarówno obserwacyjnie, jak i w konfrontacji z innymi faktami o Wszechświecie.

Dla przykładu problem z wiekiem. Aby jeden elektron mógł być obserwowalny tyle razy ile występuje we wszystkich atomach we Wszechświecie musiałby być od niego wielokrotnie starszy, co prowadzi do sprzeczności. Drugi problem wspomniał od razu Feynman podczas rozmowy z Wheelerem. W tym modelu powinniśmy mieć też jeden pozyton, czyli antycząstkę elektronu. Jak wspominał Feynman:

- "Ale, profesorze, nie ma tylu pozytonów co elektronów!"
- "Cóż, może się gdzieś schowały"

Wheeler nie traktował tej hipotezy poważnie, ale przetrwała ona dzięki temu, że wspominał o niej słynny noblista. Świat nauki jest pełen historii o tego typu tworzonych ad hoc, dla rozrywki intelektualnej hipotezach, które wyjaśniają jeden mały wycinek świata, ale nie wytrzymują próby weryfikacji.

Źródła: 1, 2

---

Grafika główna pochodzi w serwisu Shutterstock

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst