miniaturadeimagen|La paradoja cuántico-mecánica del "gato de Schrödinger" según la IMM. En esta interpretación, cada suceso cuántico es un punto de ramificación; el gato está vivo y muerto a la vez, incluso antes de que se abra la caja, pero los gatos "vivo" y "muerto" están en ramas distintas del multiverso, ambas igualmente reales, pero que no interactúan entre sí.
La Interpretación de los muchos mundos (IMM) es una postura filosófica acerca de la relación entre las matemáticas de la mecánica cuántica y la realidad física. Asegura que la función de onda universal es objetivamente real y que no hay colapso de la función de onda, implicando que todos los posibles resultados de las mediciones cuánticas se materializan físicamente en algún "mundo" o universo. A diferencia de otras interpretaciones, la evolución de la realidad en su totalidad en la IMM es rígidamente determinista y local. La IMM también se conoce como la "formulación del estado relativo" o la "interpretación de Everett", en honor al físico Hugh Everett, quien la propuso por primera vez en 1957. Bryce DeWitt popularizó esta formulación y la nombró "muchos mundos" en la década de 1970. Tambien ver:
En las versiones modernas de la interpretación de los muchos mundos, la apariencia subjetiva del colapso de la función de onda se explica a través del mecanismo de la decoherencia cuántica. Los enfoques de la decoherencia para interpretar la teoría cuántica han sido ampliamente explorados y desarrollados desde la década de 1970. La interpretación de los muchos mundos se considera una interpretación dominante de la mecánica cuántica, junto con otras interpretaciones como la interpretación de Copenhague y las teorías de variables ocultas, como la mecánica de Bohm.
La interpretación de los muchos mundos implica que lo más probable es que existan infinitos universos y es una de las muchas hipótesis de multiversos en física y filosofía. La IMM ve el tiempo como un árbol con muchas ramas, en el que se realizan todos los resultados cuánticos posibles. Con ello se pretende resolver el problema de la medida y por tanto, algunas paradojas de la teoría cuántica, como la del amigo de Wigner, la paradoja EPR, y el gato de Schrödinger, ya que cada posible resultado de un suceso cuántico existe en su propio universo.
Resumen de la interpretación La idea clave de la interpretación de los muchos mundos es que la dinámica lineal y unitaria de la mecánica cuántica se aplica en todas partes y en todo momento y por tanto, describe todo el universo. En particular, modela una medición como una transformación unitaria, una interacción inductora de correlación, entre el observador y el objeto, sin utilizar un postulado de colapso, y modela a los observadores como sistemas mecánicos cuánticos ordinarios Esto contrasta fuertemente con la interpretación de Copenhague, en la que una medición es un concepto "primitivo", no descriptible por la mecánica cuántica unitaria; en Copenhague el universo se divide en un dominio cuántico y otro clásico, y el postulado del colapso es central En la IMM no hay división entre clásico y cuántico: todo es cuántico y no hay colapso. La principal conclusión de la IMM es que el universo (o multiverso en este contexto) está compuesto por una superposición cuántica de una cantidad o número infinito o indefinible cantidad o número de universos paralelos o mundos cuánticos cada vez más divergentes y no comunicados. A veces denominados mundos de Everett, cada uno es una historia o línea temporal alternativa internamente consistente y actualizada.
La interpretación de muchos mundos utiliza la decoherencia para explicar el proceso de medición y la aparición de un mundo cuasiclásico Wojciech H. Zurek, uno de los pioneros de la teoría de la decoherencia, afirmó: "Bajo el escrutinio del entorno, sólo los estados puntuales permanecen inalterados. Otros estados se decohesionan en mezclas de estados punteros estables que pueden persistir y en este sentido, existen: Están einseleccionados". Zurek subraya que su trabajo no depende de una interpretación concreta."Me vienen a la mente los estados relativos de Everett. Se podría especular sobre la realidad de ramas con otros resultados. Nosotros nos abstenemos de ello; nuestra discusión está libre de interpretaciones, y esto es una virtud."
La interpretación de los muchos mundos comparte muchas similitudes con la interpretación de las historias decoherentes, que también utiliza la decoherencia para explicar el proceso de medición o colapso de la función de onda La IMM trata las otras historias o mundos como reales, ya que considera la función de onda universal como la "entidad física básica o "la entidad fundamental, que obedece en todo momento a una ecuación de onda determinista" La interpretación de las historias decoherentes, en cambio, sólo necesita que una de las historias (o mundos) sea real
Varios autores, entre ellos Wheeler, Everett y Deutsch, denominan a los muchos mundos una teoría o metateoría, en lugar de una mera interpretación Everett argumentó que era el "único enfoque completamente coherente para explicar tanto los contenidos de la mecánica cuántica como la apariencia del mundo" Deutsch rechazó la idea de que los muchos-mundos sean una "interpretación", diciendo que llamarlo interpretación "es como hablar de los dinosaurios como una 'interpretación' de los registros fósiles"
Formulación En su tesis doctoral de 1957, Everett propuso que, en lugar de basarse en la observación externa para el análisis de sistemas cuánticos aislados, se podía modelar matemáticamente un objeto, así como sus observadores, como sistemas puramente físicos dentro del marco matemático desarrollado por Paul Dirac, John von Neumann y otros, descartando por completo el mecanismo ad hoc del colapso de la función de onda.
Estado relativo El trabajo original de Everett introdujo el concepto de "estado relativo". Dos (o más) subsistemas, tras una interacción general, se correlacionan o, como decimos ahora, se entrelazan. Everett observó que estos sistemas entrelazados pueden expresarse como la suma de productos de estados, donde los dos o más subsistemas se encuentran cada uno en un estado relativo al otro. Tras una medición u observación, uno de los miembros del par (o triple...) es el sistema medido, objeto u observado, y el otro miembro es el aparato de medición (que puede incluir un observador) que ha registrado el estado del sistema medido. Cada producto de estados de subsistemas en la superposición global evoluciona con el tiempo independientemente de los demás productos. Una vez que los subsistemas interactúan, sus estados se han correlacionado o entrelazado y ya no pueden considerarse independientes. En la terminología de Everett, el estado de cada subsistema estaba ahora "correlacionado" con su "estado relativo", ya que ahora cada subsistema debe considerarse en relación con los demás subsistemas con los que ha interactuado.
En el ejemplo del gato de Schrödinger, después de abrir la caja, el sistema entrelazado es el gato, el frasco de veneno y el observador. "Un" triplete relativo de estados sería el gato vivo, la ampolla intacta y el observador viendo un gato vivo. "Otro" triplete relativo de estados sería el gato muerto, la ampolla rota y el observador viendo un gato muerto.
En el ejemplo de una medición de una variable continua (por ejemplo, la posición q) el sistema objeto-observador se descompone en un continuo de pares de estados relativos: el estado relativo del sistema objeto se convierte en una función delta de Dirac centrada en un valor particular de q y el correspondiente estado relativo del observador que representa a un observador que ha registrado el valor de q. Los estados de los pares de estados relativos están, después de la medición, "correlacionados" entre sí.
En el esquema de Everett no hay colapso, sino que la ecuación de Schrödinger, o su análoga relativista de la teoría cuántica de campos, se mantiene todo el tiempo y en todas partes. Una observación o medición se modela aplicando la ecuación de onda a todo el sistema, que comprende el objeto observado y el observador. Una consecuencia es que cada observación hace que la función de onda combinada observador–objeto cambie a una superposición cuántica de dos o más ramas que no interactúan.
Así pues, el proceso de medición u observación, o cualquier interacción que induzca correlación, divide el sistema en conjuntos de estados relativos, donde cada conjunto de estados relativos, que forma una rama de la función de onda universal, es coherente en sí mismo, y todas las mediciones futuras (incluidas las realizadas por múltiples observadores) confirmarán esta coherencia.
Rebautizado como muchos-mundos Everett se había referido al sistema combinado observador–objeto como dividido por una observación, correspondiendo cada división a los diferentes o múltiples resultados posibles de una observación. Estas divisiones generan un árbol ramificado, en el que cada rama es un conjunto de todos los estados relativos entre sí. Bryce DeWitt popularizó el trabajo de Everett con una serie de publicaciones que denominó interpretación de muchos mundos. Centrándose en el proceso de división, DeWitt introdujo el término "mundo" para describir una única rama de ese árbol, que es una historia consistente. Todas las observaciones o medidas dentro de cualquier rama son consistentes entre sí.
Puesto que han sucedido y suceden constantemente muchos acontecimientos similares a la observación, existe un número enorme y creciente de estados o "mundos" que existen simultáneamente."cada transición cuántica que tiene lugar en cada estrella, en cada galaxia, en cada rincón remoto del universo está dividiendo nuestro mundo local en la tierra en miríadas de copias de sí mismo." Véase también DeWitt más tarde suavizó este punto de vista extremo, viendo la división como impulsada por la decoherencia y local, en línea con la mayoría de los otros comentaristas.
Propiedades La IMM elimina el papel dependiente del observador en el proceso de medición cuántica sustituyendo el colapso de la función de onda por el mecanismo establecido de la decoherencia cuántica. Dado que el papel del observador se encuentra en el centro de todas las "paradojas cuánticas", como la paradoja EPR y el "problema del límite" de von Neumann, esto proporciona un enfoque más claro y sencillo para su resolución.
Dado que la interpretación de Copenhague exige la existencia de un dominio clásico más allá del descrito por la mecánica cuántica, ha sido criticada por inadecuada para el estudio de la cosmología. Aunque no hay pruebas de que Everett se inspirara en cuestiones de cosmología, desarrolló su teoría con el objetivo explícito de permitir la aplicación de la mecánica cuántica al universo en su conjunto, con la esperanza de estimular el descubrimiento de nuevos fenómenos. Esta esperanza se ha materializado en el desarrollo posterior de la cosmología cuántica.
La IMM es una teoría realista, determinista y local. Lo consigue eliminando el colapso de la función de onda, que es indeterminista y no local, de las ecuaciones deterministas y locales de la teoría cuántica.
La IMM (al igual que otras teorías más amplias del multiverso) proporciona un contexto para el principio antrópico, que puede ofrecer una explicación para el universo de ajuste fino.
La IMM depende fundamentalmente de la linealidad de la mecánica cuántica, que sustenta el principio de superposición. Si la teoría final de todo es no lineal con respecto a las funciones de onda, entonces los muchos mundos no son válidos. Todas las teorías cuánticas de campos son lineales y compatibles con la IMM, un punto que Everett destacó como motivación para la IMM Aunque la gravedad cuántica o la teoría de cuerdas pueden ser no lineales en este sentido, todavía no hay pruebas de ello.
Alternativa al colapso de la función de onda