Podróże w czasie są możliwe na poziomie kwantowym!

Naukowcy z University of Queensland w Australii dokonali symulacji podróży w czasie pojedynczego fotonu! Na podstawie obliczeń udowodnili, że pojedyncza cząsteczka jest w stanie cofnąć się w czasie.

Zagadka podróży w czasie tkwi w tak zwanych zamkniętych krzywych czasoprzestrzennych (closed timelike curves – CTC). Są to linie światła zamknięte w określonej czasoprzestrzeni, które powracają do swojego punktu startowego.

Używane są do symulacji odziaływania niezwykle silnych pól grawitacyjnych, które powstają np. w okolicach kręcącej się czarnej dziury. Teoretycznie takie pole, zgonie z teorią względności Einsteina, może zagiąć czasoprzestrzeń do takiego stopnia, że utworzy zamkniętą krzywą czasoprzestrzeni, stając się ścieżką do podróży w czasie.

Stworzenie takiego korytarza jest jednak według niektórych fizyków niedopuszczalne, ponieważ podróż w czasie nawet mikroskopijnej cząsteczki może wygenerować paradoks i wywołać efekty w teraźniejszości. Jednak według pracy przedstawionej w 1991 roku przez Davia Deutsch paradoksów stworzonych przez CTC możemy uniknąć w świecie mechaniki kwantowej, ze względu na dziwną naturę cząsteczek, które będą dążyć do uniknięcia paradoksu.

Paradoksy podróży w czasie wynikają z teorii względności Einsteina. „Paradoks dziadka” mówi, że przenosząc się do przeszłości możemy zabić naszego przodka, przez co zmienimy bieg wydarzeń i nigdy się nie narodzimy. A skoro się nie urodzimy to w jaki sposób będziemy mogli cofnąć się w czasie i dokonać zmiany? Ten paradoks stanowi argument za tym, że podróże w czasie nie są możliwe.

„To intrygujące, że zgodnie z teorią względności pojawią się paradoksy, jednak rozważając sytuację pod kątem fizyki kwantowej paradoksy mogą zniknąć” skomentował przygotowania do eksperymentu Martin Ringbauer.

W skali kwantowej cząsteczki nie zachowują się według zasad rządzących klasyczną mechaniką dużych obiektów lecz w zaskakujący i nieoczekiwany sposób, który dopiero staramy się zrozumieć.

„Kwestia podróży w czasie stoi na styku największych osiągnieć naukowych ludzkości, których póki co nie jesteśmy w stanie ze sobą połączyć – teorii względności oraz mechaniki kwantowej” komentuje Ringbauer. „Teoria Einsteina opisuje bowiem świat w dużej skali – galaktyk oraz gwiazd, podczas gdy mechanika kwantowa odnosi się do mikroświata atomów i molekuł”.

Tim Ralfh oraz Martin Ringbauer stworzyli więc symulację opisanego przez Davia Deutscha modelu CTC, ab sprawdzić w jaki sposób zachowają się pojedyncze cząsteczki.

Naukowcy stworzyli symulację zachowania się fotonów w dwóch sytuacjach. W pierwszej wersji cząsteczka przeszła przez tunel czasoprzestrzenny i weszła w reakcję ze swoją straszą wersją! W drugiej foton odbywał normalną podróż przez czasoprzestrzeń, wchodząc w interakcje z fotonami uwięzionymi w pętli krzywych czasoprzestrzennych (CTC). Tym sposobem potwierdzili założenia liczącej ponad 20 lat teorii.

Cząsteczki weszły w interakcje, co oznacza, że doszło do podróży w czasie – to wskazuje na prawdziwość teorii Deutscha – na poziomie kwantowym paradoks podróży w czasie zostanie wyeliminowany. Właściwości cząsteczek kwantowych na chwilę obecną są na tyle niejasne, że nie jesteśmy w stanie przewidzieć ich zachowania.

Podczas eksperymentu okazało się, że cząsteczki mają na tyle szerokie pole do manewru, aby skutecznie uniknąć sprzecznych sytuacji podczas podróży w czasie.

Mimo rewolucyjnych konkluzji zależy zwrócić uwagę, że eksperyment był wyłącznie symulacją matematyczną. Twórcy stworzyli matematyczny model podróży pojedynczego fotonu przez zamkniętą krzywą czasoprzestrzenną. Gdyby chcieli dokonać faktycznie fizycznej podróży musieliby najpierw wygenerować taką pętlę, co do tej pory nie udało się jakiemukolwiek zespołowi badawczemu.