Aikamatkustus – tiedemiehet tekevät totta mahdottomasta

Myönnän: olen viettänyt liian monta yötä aikamatkustuksen ääressä. Selailen paradokseista, katson YouTube-videoita madonrei'istä, ahdistun siitä mitä tapahtuisi jos vahingossa estäisin isoisäni syntymisen.

Mutta se mikä pitää minut hereillä (hyvällä tavalla): entä jos olemme ajatelleet aikamatkustusta aivan väärin?

Isänisäparadoksi – hauskempi kuin miltä kuulostaa

Kuvittele tilanne: rakennat aikakoneen, hyppäät sisään, matkustat vuoteen 1955 ja estät vahingossa isoisäsi tapaamasta isoäitiäsi. Ei isoisää, ei sinua. Ei sinua, ei aikakonetta. Ei aikakonetta... ymmärrät pointin. Looginen painajainen, jossa tieteiskirjallisuus kohtaa todellisuuden.

Tämä on kuuluisa "isänisäparadoksi", ja vuosikymmenien ajan fyysikot ajattelivat sen olevan viimeinen niitti. Jos voisit muuttaa menneisyyttä, saisit aikaan mahdottomia tilanteita joissa syy ja seuraus hajoavat kokonaan.

Mutta nyt tulee se jännittävä osuus.

Jotkut tutkijat uskovat nyt, että tällaiset paradoksit eivät välttämättä riko todellisuutta lainkaan. Sen sijaan ne saattavat paljastaa jotain uskomatonta: kaikki saattaa jo olla olemassa – kaikki samalla kertaa.

Mitä tutkijat oikeastaan testaavat?

En valehtele – kun kuulin ensimmäistä kertaa laboratoriokokeista jotka liittyvät aikamatkustukseen, minun piti istahtaa.

Tohtori Kater Murch Berkeleyssä on tehnyt kokeita jotka kuulostavat tieteiskirjailta. Hän käyttää kvanttibittejä – niitä pieniä suprajohtavia piirejä jotka käyttäytyvät kvanttimekaniikan lakien mukaan – simuloidakseen aikamatkustusta. Kyse on niin sanotusta "suljetusta aikaviivasta".

Yritän selittää tämän ilman että aivosi sulaa.

Kokeessa on kaksi lomittunutta kvanttihiukkasta. Ne ovat yhteydessä toisiinsa tavalla joka saa sen aikaan että mitä tapahtuu yhdelle, vaikuttaa samantien toiseen – etäisyydestä huolimatta. Murchin tiimi osoitti, että mittaamalla toista hiukkasta jälkikäteen, he saattoivat vaikuttaa siihen miten toinen hiukkanen käyttäytyi menneisyydessä. Se on kuin informaatio olisi matkustanut ajassa taaksepäin.

"Yhden kokeistani innoitti hetki jolloin näin tähdenlennon ylläni," Murch kertoi. "Mietin – olisiko ollut mahdollista ottaa kuva tähdenlennosta sen jälkeen kun se oli jo tapahtunut?"

Ja tässä tulee se hullu osuus: kvanttimekaniikka sallii käytännössä tällaisen jutun. He saattoivat suunnata anturin "jälkikäteen".

Kaksi villiä ideaa jotka saattavat pelastaa aikamatkustuksen

Tutkijat ovat keksineet pari skenaariota joissa paradoksit eivät tuhoa kaikkea:

Monen maailman teoria: Tämä on se joka näkyy todennäköisesti eniten Marvel-elokuvissa. Kun matkustat menneisyyteen ja muutat jotain, universumi ei kirjoita itseään uudelleen – se halkeaa. Isoisäsi tuossa uudessa aikajanassa elää, sinä olet olemassa, paradoksia ei synny. Vain kokonainen uusi haara todellisuutta jossa asiat menivät eri tavalla.

Universumi korjaa itsensä: Cambridgen fyysikko Lorenzo Gavassino tiivistää asian näin: "Ongelma on että universumi pyrkii hajoamaan ennen" – eli jos yrittäisit luoda paradoksin, universumi saattaisi löytää tapoja estää se. Ehkä singulariteetit muodostuvat, ehkä muita mekanismeja käynnistyy. Todellisuudella on sisäänrakennettuja suojamekanismeja.

Miksi sinun pitäisi välittää?

Tiedän mitä ajattelet: "Siistii tiedettä, mutta eihän tämä tarkoita että voisin tavata dinosauruksia, eikö niin?"

Hyvä pointti.

Mutta siksi tämä on minusta aidosti jännittävää: nämä kokeet eivät oikeastaan koske aikakoneiden rakentamista (vaikka se olisi tietysti mahtavaa). Ne koskevat ajan perusluonteen ymmärtämistä.

Ajattele asiaa näin. Jos universumi already sisältää kaiken kaikissa ajan hetkissä – menneisyydessä, nykyisyydessä, tulevaisuudessa – mitä se tarkoittaa sille miten koemme todellisuutta? Vapaalle tahdolle? Syy-seuraussuhteiden luonteelle?

Tohtori Nicole Yunger Halpern NIST:stä kuvaa suljettua aikaviivaa "avaruusaikana joka kiertää takaisin itseensä aikaulottuvuudessa" jossa "hiukkanen suljetulla aikaviivalla saattaa tavata entisen itsensä".

Kun luin tuon, kuvittelin pienen kvanttihiukkasen jotka nostaa nyrkkinsä menneisyyden versiolleen, ja rehellisesti? Sellaiset kuvat tekevät fysiikasta ilahduttavaa.

Vihkon paradoksi (suosikkini)

Ennen kuin lähden, jään miettimään tätä: entä jos matkustaisit menneisyyteen ja antaisit itsellesi vihkon joka selittää miten rakentaa aikakone? Ja sitten, vuosia myöhemmin, käyttäisit tuota vihkkoa aikakoneen rakentamiseen, matkustaisit takaisin ja antaisit menneisyyden itsellesi saman vihkon.

Mistä vihko tuli?

Tätä kutsutaan bootstrap-paradoksiksi – informaatiota jolla ei ole alkuperää. Ja rehellisesti? Pidän tätä kiinnostavampana kuin isänisä-juttua. Se ei koske tuhoamista; se koskee luomista ilman luomista. Tietoa joka on olemassa koska sen täytyy olla olemassa.

Tämä pitää minut ajatuksissa: tiede ei ole siitä että olisi kaikki vastaukset. Se on kysymysten esittämistä jotka työntävät rajoja siitä mitä pidämme mahdollisena.

Aikamatkustus ei ehkä koskaan toteudu. Emme ehkä koskaan käy juttelemassa Leonard da Vincin kanssa tai varoittamassa dinosauruksia siitä kivestä. Mutta näiden ideoiden tutkiminen – kvanttikokeet, matemaattiset mallit, teoreettinen fysiikka – se on se mikä vie meitä eteenpäin.

Ja rehellisesti? Tieto siitä että fyysikot tekevät oikeita kokeita näiden käsitteiden testaamiseen tuntuu todisteelta siitä että uteliaisuus yhdistettynä kunnianhimoiseen ajatteluun voi viedä meidät todella erityisiin paikkoihin.

Vaikka ne paikat olisivat vain matemaattisia mahdollisuuksia universumissa joka ehkä already sisältää kaiken, kaikkialla, kaikki samalla kertaa.

Lähde: https://www.popularmechanics.com/science/a73835729/we-might-solve-time-travel-paradoxes