物理学者らは、宇宙全体の量子状態を記述する波動関数は、限られた可能性の集合からであっても、いかなる実験でも決定できないことを実証した。研究者のEddy Keming ChenとRoderich Tumulkaは、これが量子物理学の根本的な限界を示すと主張している。彼らの研究は、宇宙論における経験的知識に関する前提を挑戦する。
量子物理学では、電子などの物体は状態を符号化する波動関数で記述され、実験結果の予測を可能にする。これを宇宙に拡張し、Stephen Hawkingのような人物が示唆したように、宇宙自体が波動関数を持つことを意味する。しかし、University of California, San DiegoのEddy Keming Chenと、ドイツのUniversity of TübingenのRoderich Tumulkaは、この普遍的な波動関数がアクセス不能であることを示した。彼らの証明は量子統計力学と波動関数の膨大な複雑さに依存し、無数のパラメータや高次元状態を含む。宇宙のあり得る波動関数の集合から出発し、研究者らは量子的に許容されるいかなる測定も正しいものを特定するのに十分な情報を提供しないことを計算した。「宇宙の波動関数は、物理学自体が守ろうと陰謀する宇宙の秘密のようなものだ」とChenは説明する。「宇宙の振る舞いについては膨大なことを知ることができるが、どの量子状態にあるのかについては根本的に不確かだ」。Tumulkaは付け加える。「量子力学の規則に従ったいかなる測定も、宇宙の波動関数についての非常に限定的な情報しか与えない。宇宙の波動関数を有用な精度で決定するのは不可能だ」。この発見は以前の理論モデルに基づくが、以前の研究が見落としていた観測の役割を強調する。University of California, IrvineのJB Manchakは、一般相対性理論の限界との類似性を指摘し、量子理論は宇宙スケール用に設計されていないと観察する。Rutgers UniversityのSheldon Goldsteinは波動関数を理論ツールと見なし、複数の候補が計算で類似結果を生む可能性があり、問題を緩和すると考える。哲学的には、この結果は厳格な実証主義に警告を発し、検証不能な声明を排除する。「現実には実際に存在するものがあるが、それらを測定できない」とTumulkaは言う。Chapman UniversityのEmily Adlamは、単一の客観的現実ではなく観測者視点に焦点を当てる量子解釈の支持と見なす。この研究はBritish Journal for the Philosophy of Scienceに掲載（DOI: 10.1086/740609）。ChenとTumulkaは、影トモグラフィーなどの技術を使って、より小さな大規模システムに洞察を適用する予定だ。