Програмуючи Всесвіт. Космос – квантовий комп’ютер. Сет Ллойд

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ їх. Через триста вісімдесят тисяч років після Великого вибуху, коли температура Всесвіту опустилася до трохи менше ніж 10000 градусів Цельсія, електрони врешті достатньо охолонули, щоб їх можливо було «вхопити», і сформувалися стійкі атоми.

Порядок з хаосу (ефект метелика)

      До утворення атомів майже вся інформація у Всесвіті була на рівні елементарних частинок. Майже всі біти були записані позиціями та швидкостями протонів, електронів тощо. У більшому масштабі Всесвіт ще містив дуже мало інформації: він не мав характерних рис і був однорідним. (Наскільки однорідним? Уявіть поверхню озера в безвітряний ранок настільки спокійною, що відображення дерев неможливо відрізнити від самих дерев. Уявіть, що земля не має гір, вищих за кротову купку. Ранній Всесвіт був ще більш однорідним.)

      Сьогодні ж, навпаки, телескопи виявляють у Всесвіті величезні різновиди та неоднорідності. Матерія концентрується, утворюючи планети, такі як Земля, та зорі, такі як Сонце. Планети й сонця скупчуються, утворюючи сонячні системи. Наша Сонячна система разом із мільярдами інших утворює галактику – Молочний Шлях.

      Молочний Шлях є лише одним із десятків галактик у скупченні галактик, а наше скупчення галактик є лише одним скупченням у надскупченні. Ця ієрархія скупчень матерії, відокремлених космічними порожнинами, утворює великомасштабну структуру Всесвіту.

      Як же ця великомасштабна структура виникла? Звідки взялися біти інформації? Ці біти ведуть своє походження з дуже раннього Всесвіту, який ми щойно дослідили. Їхнє походження можна пояснити законами квантової механіки в поєднанні з законами гравітації.

      Квантова механіка – це теорія, що описує, як поводяться матерія та енергія на їхніх фундаментальних рівнях. У малих масштабах квантова механіка описує поведінку молекул, атомів та елементарних частинок. У більших масштабах – описує вашу та мою поведінку. У ще більших – поведінку Всесвіту як єдиного цілого. Закони квантової механіки відповідальні за виникнення у Всесвіті деталей та структур.

      Теорія квантової механіки дає початок великомасштабній структурі через її, по суті, теоретико-ймовірнісну природу. Хоча це й може здатися парадоксальним, квантова механіка виробляє деталь та структуру, оскільки остання за своїм характером мінлива.

      Ранній Всесвіт був однорідним: густина енергії всюди була майже однакова. Але вона була не точно однакова. У квантовій механіці величини, такі як положення, швидкість і густина енергії, не мають точних значень. Їхні значення варіюються, відбуваються флуктуації. Ми можемо описати їхні можливі значення, найімовірніше місце перебування частинки, наприклад, але не можемо претендувати на абсолютну певність. Через ці квантові флуктуації деякі райони раннього Всесвіту були ледь-ледь густішими, ніж інші райони.

      З часом сила гравітації змусила більше матерії рухатись СКАЧАТЬ