Nowe badania potwierdzają retrokausalność, w której skutek poprzedza przyczynę.
Jeden z najbardziej niesamowitych aspektów mechaniki kwantowej można wyjaśnić równie niesamowitym pomysłem, że przyczynowość może iść do przodu w czasie i do tyłu. „Przerażające” działanie Einsteina na odległość mogłoby teoretycznie być dowodem działania wstecznego: tak jakbyś miał dziś ból brzucha z powodu jutrzejszego złego obiadu.
Dwóch fizyków z USA i Kanady przyjrzało się bliżej niektórym podstawowym założeniom teorii kwantów i doszło do wniosku: jeśli nie odkryliśmy, że czas koniecznie porusza się w tym samym kierunku, to pomiary wykonane na cząstce mogą w równym stopniu wpływać zarówno na przeszłość, jak i przyszłość.
Wszyscy wiedzą, że w mechanice kwantowej jest wiele dziwactw. Wynika to częściowo z faktu, że na podstawowym poziomie cząsteczki nie zachowują się jak kule bilardowe toczące się po stole, ale raczej jak błotnista „chmura prawdopodobieństwa” przemieszczająca się po pokoju. Ta mętna chmura nabiera ostrości, gdy próbujemy zmierzyć cząstki. Oznacza to, że w zasadzie możemy zobaczyć tylko, jak jedna biała bila wbija czarne do kieszeni narożnej, ale nie możemy zobaczyć niezliczonej liczby białych bil, które wbijają czarne do każdej kieszeni.
Fizycy zastanawiają się, czy ta chmura prawdopodobieństwa jest czymś - czy tylko wygodną reprezentacją. W 2012 roku naukowiec Hugh Price argumentował, że jeśli dziwne prawdopodobieństwa stojące za stanami kwantowymi odzwierciedlają coś rzeczywistego, a czas nie wiąże niczego w jednym kierunku, to czarna kula w chmurze prawdopodobieństw mogłaby teoretycznie wyskoczyć z kieszeni i uderzyć w białą.
„Krytycy twierdzą, że w fizyce klasycznej istnieje pełna symetria czasowa, ale nie ma pozornej retrocausalności. Dlaczego świat kwantowy miałby być inny?” - napisał Price, parafrazując myśli większości fizyków.
Matthew S. Leifer z Chapman University w Kalifornii i Matthew F. Pusey z Perimeter Institute for Theoretical Physics w Ontario również zastanawiali się, czy świat kwantowy może różnić się w czasie. Zastąpili część założeń Price'a i zastosowali swój nowy model do twierdzenia Bella, które ma dziś ogromne znaczenie w sprawach „upiornego” działania na odległość.
John Stuart Bell powiedział, że dziwnych rzeczy, które dzieją się w mechanice kwantowej, nie można wytłumaczyć pobliskimi działaniami: jakby nic nie spowodowało, że wiele piłek bilardowych wybiera tak różne ścieżki. Na podstawowym poziomie wszystko we wszechświecie jest przypadkowe.
Film promocyjny:
Diagram wpływów przedstawiający możliwe wpływy przyczynowe w modelu nie retrocausal. Kwadrat przedstawia zmienną znajdującą się pod bezpośrednią kontrolą eksperymentatora, a okrąg przedstawia zmienną niekontrolowaną. Strzałka między dwoma węzłami uiv na diagramie wskazuje na możliwość, że u może być bezpośrednią przyczyną v / Matthew S. Leifer / Matthew F. Pusey.
Ale co z działaniami mającymi miejsce gdzie indziej … lub w czasie? Czy coś z daleka mogłoby wpłynąć na tę chmurę bez jej dotykania? To właśnie Einstein nazwał „przerażającym”.
Jeśli dwie cząstki są połączone w jakimś punkcie przestrzeni, pomiar właściwości jednej z nich natychmiast ustala parametry drugiej, niezależnie od tego, gdzie we Wszechświecie się poruszyła.
Splątanie to było wielokrotnie testowane w świetle twierdzenia Bella, próbując dowiedzieć się, czy cząstki oddziałują ze sobą w jakikolwiek sposób lokalnie, pomimo tego, co wydaje się być odległością.
Gdyby jednak przyczynowość można było odwrócić, oznaczałoby to, że cząstka jest w stanie przenieść działanie swoich wymiarów w przeszłość - do momentu splątania - działając na swojego „partnera”. I nie są potrzebne żadne wiadomości szybsze niż prędkość światła. Tę hipotezę wysunęli Leifer i Pusey.
„Jest mała grupa fizyków i filozofów, którzy uważają, że warto realizować ten pomysł” - powiedział Leifer w wywiadzie dla Phys.org.
Przeformułowując kilka podstawowych założeń, badacze opracowali model oparty na twierdzeniu Bella, w którym przestrzeń i czas zostały odwrócone. Według ich obliczeń, jeśli nie możemy wykazać, dlaczego czas zawsze musi płynąć naprzód, to mamy do czynienia z pewnymi sprzecznościami.
Diagram wpływów dla modelu ontologicznego będącego rozwinięciem ontycznym spełniającym warunki λ i brak retrocausality / Matthew S. Leifer / Matthew F. Pusey.
„O ile wiem, nie ma ogólnie przyjętej interpretacji teorii kwantów, która rekonstruuje ją w całości i wykorzystuje tę ideę. W tej chwili jest to raczej idea interpretacji, więc myślę, że inni fizycy są co do niej słusznie sceptyczni i naszym obowiązkiem jest skonkretyzowanie tego”- mówi Leifer.
Warto zaznaczyć, że taka „podróż” w czasie nie oznacza, że człowiek się cofnie i świadomie zmieni teraźniejszość. A naukowcy przyszłości nie będą również w stanie zakodować numerów losów loterii w splątane elektrony i odesłać ich w przeszłość.
W każdym razie pomysł cofnięcia się w czasie raczej nie brzmi zachęcająco. Ale bądźmy szczerzy: jeśli chodzi o takie zjawisko, jak splątanie kwantowe, prawie każde wyjaśnienie jest szalone.
Vladimir Mirny