Kvantumrészecskék, amik a jövőjükkel beszélgetnek

Van egy gondolat, ami igazán fura dolgokra készteti az embert: mi van, ha a részecskék képesek egymással "beszélgetni" az időn keresztül? Nem más részecskékkel más helyeken, hanem saját magukkal — a jövőbeli énjükkel, akivé még nem váltak.

Amikor először olvastam erről a kutatásról, őszintén szólva háromszor kellett végigolvasnom, hogy megemesszem. Olyanról van szó, hogy "időbeli összefonódás" — és talán épp ez segíthet megoldani a fizika egyik legmakacsabb rejtélyét.

Miért olyan nagy ügy ez az összefonódás?

Valószínűleg hallottál már arról, hogy a kvantumrészecskék "összefonódhatnak" — ez egy nagyon furcsa kapcsolat, ahol ami az egyik részecskével történik, azonnal hat a másikra, függetlenül attól, milyen távol vannak egymástól. Einstein "kísérteties távoli hatásnak" nevezte, és őszintén, nem volt teljesen alaptalanul nyugtalan ez miatt.

A lényeg? Ez önmagában is elég vad. Ha megmérik az egyik összefonódott részecskét, azonnal tudnak valamit a partneréről is. Olyanok, mint a kvantumvilág legjobb barátai, akik mindig tudják, mit gondol a másik, még ha az univerzum két ellenkező oldalán vannak.

De most jön a igazán érdekes rész.

A fordulat: a részecskék a saját jövőjükkel beszélnek

Egy fizikus — valaki, aki már a kilencvenes években elkezdett ezen gondolkodni — rájött valamire: az összefonódásnak nem feltétlenül kell két különböző kvantumrendszer között történnie. Történhet egyetlen objektum belül is, de különböző időpillanatokban.

Gondolkodj el ezen egy pillanatra.

Egy részecske ebben a pillanatban összefonódhat azzal, amivé holnap válik. Vagy jövő héten. Vagy tíz év múlva. Az az információ, amit most hordoz, valamilyen misztikus kvantumkapcsolatot oszt meg azzal, ami majd később lesz.

Ezt hívják "időbeli összefonódásnak," és őszintén az egyik legizgalmasabb ötlet, amivel az utóbbi időben találkoztam.

Miért számít ez? A fekete lyukakról van szó

Most talán azt gondolod: "Ez klassz, de kit érdekel?"

Nos, itt a "kit érdekel": ez segíthet végre hidat verni két olyan elmélet közé, amelyek nem hajlandóak együttműködni — a kvantumfizika és Einstein gravitációelmélete (általános relativitáselmélet).

Itt a probléma. A kvantumfizika szerint az információ soha nem semmisülhet meg. Ez egy alapvető szabály. De a fekete lyukak? Azok mintha mindent elpusztítanának. Ha bedobsz valamit egy fekete lyukba — egy almát, egy fotont, a régi telefonodat — minden információ arról, mi volt az, örökre törlődik.

Ez a híres "fekete lyuk információs paradoxon," és a fizikusok évtizedek óta törik a fejüket rajta.

Itt jön a képbe Hawking

Stephen Hawking megmutatta nekünk valami fontosat: a fekete lyukak nem teljesen feketék. Idővel sugároznak ki dolgokat, végül teljesen elpárolognak. Ez azt jelenti, hogy a fekete lyukaknak vannak kvantumtulajdonságaik.

De itt van a probléma Hawking számításaiban. Ahogy a fekete lyukak párolognak, egyre több összefonódást tűnnek létrehozni a belső és külső részük között. És itt a csavar: az összefonódás "monogám."

Mit jelent ez? A kvantumvilágban, ha az A részecske mélyen összefonódik a B részecskével, az nem lehet mélyen összefonódva a C részecskével is. Olyan ez, mint a kvantum féltékenység — nem oszthatod meg mindened mindenkivel.

Tehát ha a fekete lyukak egyre több összefonódást hoznak létre párolgás közben, előbb-utóbb falba ütköznek. Nem hozhatnak létre végtelen összefonódást, mert az univerzum nem úgy működik.

Menthet meg minket az időbeli összefonódás?

Itt válik izgalmassá az időbeli összefonódás ötlete. Ha a részecskék összefonódhatnak a jövőbeli énjükkel, talán az új lehetőségeket nyit az információ megőrzésére és megosztására.

Az elgondolás így szól: ha egy fekete lyuk információja valahogy összefonódhat a saját jövőbeli állapotával, a monogámia szabályai talán másképp működhetnek. Az információ nem két külön rendszer között oszlik meg — egyetlen rendszeren belül oszlik meg az időn keresztül.

Ez egy útvonalat nyújthat az információnak a fekete lyukból való kijutáshoz, a kvantumszabályok megsértése nélkül.

Miért találom ezt ilyen lenyűgözőnek

Nézd, nem vagyok fizikus, de imádok ilyen dolgokon agyalni. Nem csak arról beszélünk, hogy a részecskék a térben léteznek — arról beszélünk, hogy az időn keresztül léteznek, olyan módon, ami elmosódottá teszi a határokat a múlt, jelen és jövő között.

Szinte már filozofikus ez az egész. Ha a részecskék összekapcsolódhatnak a saját jövőjükkel, mit jelent ez az ok-okozat szempontjából? A szabad akarat szempontjából? Maga az idő természete szempontjából?

Aki ezt az ötletet kidolgozta, fogalma sem volt, hogy egyszer majd a kvantumgravitáció megértéséhez fog kapcsolódni. Egyszerűen csak kíváncsi volt a kvantumrészecskék közötti mérési kapcsolatokra. De gyakran így történnek a legnagyobb felfedezések — valaki követi a kíváncsiságát egy nyúlüregen lefelé, és évekkel később kiderül, hogy épp arra volt szükségünk.

A lényeg

Még mindig tanulgatjuk ezt. Ez nem egy teljes megoldás a kvantumgravitációra — az a fizika egyik szent grálja marad. De az olyan ötletek, mint az időbeli összefonódás, új szögeket adnak a kezünkbe.

És őszintén? Szeretem, hogy még mindig alapvető dolgokat fedezünk fel az univerzum működéséről. Minden generáció azt hiszi, megértette az alapokat, aztán valaki előáll egy vad ötlettel a részecskékről, amelyek a jövőjükkel beszélnek.

Az univerzum furcsa hely. És én együtt élvezem minden pillanatát.