Czy fizyka wyjaśni nam podróże w czasie?

Muszę się przyznać: spędzam zdecydowanie za dużo późnych wieczorów, zagłębiając się w temat podróży w czasie. Oczywiście, klasyka — paradoksy, filmiki o tunelach czasoprzestrzennych, i ten niepokój, co by było gdybym przypadkiem zabił własnego dziadka.

Ale jest coś, co nie да mi spać (i to w dobrym sensie): a co jeśli do tej pory podchodziliśmy do tematu kompletnie źle?

Paradoks dziadka (brzmi głupio, ale poczekaj)

Wyobraź sobie taką sytuację: buduję wehikuł czasu, wracam do 1955 roku i przez przypadek powstrzymuję spotkanie mojego dziadka z babcią. Bez dziadka nie ma mnie. Bez mnie nie ma wehikułu. Bez wehikułu... no cóż, rozumiesz.

To właśnie słynny „paradoks dziadka" — od dziesięcioleci fizycy uważali go za niepodważalny argument, że podróże w czasie są niemożliwe. Jeśli można zmienić przeszłość, logika pada i przyczyna z skutkiem przestają mieć sens.

Tylko że teraz robi się naprawdę ciekawie.

Niektórzy naukowcy zaczynają podejrzewać, że takie paradoksy wcale nie niszczą rzeczywistości. Mogą za to ujawniać coś absolutnie szalonego: wszechświat może już zawierać wszystko, jednocześnie.

Co dokładnie testują naukowcy?

Kiedy pierwszy raz usłyszałam o prawdziwych eksperymentach laboratoryjnych związanych z podróżami w czasie, musiałam usiąść.

Doktor Kater Murch z UC Berkeley prowadzi badania, które brzmią jak scenariusz filmu sci-fi. Używa kubitów — tych miniaturowych obwodów nadprzewodzących wykazujących zachowanie kwantowe — żeby symulować scenariusze przypominające podróże w czasie. Chodzi konkretnie o coś, co fizycy nazywają „zamkniętą krzywą czasową".

Spróbuję to wyjaśnić bez nadmiernego obciążania twojego mózgu.

Eksperyment polega na dwóch splątanych cząstkach kwantowych — są połączone w taki sposób, że cokolwiek dzieje się z jedną, natychmiast wpływa na drugą, niezależnie od odległości. Zespół Murcha wykazał, że mierząc jedną cząstkę później, można wpłynąć na zachowanie drugiej cząstki w przeszłości. Jakby informacja podróżowała wstecz przez czas.

„Część moich badań zainspirowała chwila, gdy zobaczyłam spadającą gwiazdę nad głową" — tłumaczył Murch. „Pomyślałam: czy byłoby możliwe, żeby kamera zrobiła zdjęcie tej gwiazdy po tym, jak już znikła?"

I tutaj robi się naprawdę dziwnie: mechanika kwantowa faktycznie na to pozwala. Można zorientować czujnik „задnimним wzrokiem", że tak to ujmę.

Dwa szalone pomysły, które mogą uratować podróże w czasie

Naukowcy wymyślili kilka scenariuszy, gdzie paradoksy nie prowadzą do katastrofy:

Teoria wieloświatów: Ta pewnie kojarzy ci się z filmami Marvela. Kiedy wracasz w czasie i coś zmieniasz, wszechświat nie przepisuje samego siebie — on się rozgałęzia. Twój dziadek w tej nowej linii żyje, ty istniejesz, i nie ma żadnego paradoksu. Po prostu nowa gałąź rzeczywistości, gdzie wszystko potoczyło się inaczej.

Wszechświat się naprawia: Fizyk Lorenzo Gavassino z Cambridge ujmuje to tak: „Problem polega na tym, że wszechświat ma tendencję do rozkładania się wcześniej" — czyli gdybyś próbował stworzyć paradoks, wszechświat mógłby znaleźć sposoby, żeby tego nie dopuścić. Może tworzą się osobliwości, może uruchamiają się inne mechanizmy. Rzeczywistość ma pewne wbudowane zabezpieczenia.

Dlaczego w ogóle powinno cię to obchodzić?

Wiem, o czym myślisz: „Fajna nauka, ale to nie znaczy, że spotkam dinozaury, prawda?"

Słuszna uwaga.

Ale dlatego uważam to za ekscytujące: te eksperymenty tak naprawdę nie dotyczą budowy wehikułów czasu (chociaż byłoby miło). Chodzi o zrozumienie fundamentalnej natury czasu.

Pomyśl o tym. Jeśli wszechświat zawiera już wszystko przez wszystkie chwile — przeszłość, teraźniejszość, przyszłość — co to oznacza dla naszego postrzegania rzeczywistości? Dla wolnej woli? Dla relacji przyczyna-skutek?

Doktor Nicole Yunger Halpern z NIST opisuje zamkniętą krzywą czasową jako „trajektorię przez czasoprzestrzeń, która zapętla się w wymiarze czasu", gdzie „cząstka na zamkniętej krzywej czasowej może spotkać swoją wcześniejszą wersję".

Kiedy to przeczytałam, wyobraziłam sobie małą cząstkę kwantową, która się z bizikiem ze swoją przeszłą wersją. I szczerze? Takie obrazy sprawiają, że fizyka staje się po prostu cudowna.

Paradoks zeszytu (mój ulubiony)

Zanim skończę, zostawię cię z tym: co jeśli wracasz w czasie i dajesz sobie zeszyt wyjaśniający, jak zbudować wehikuł czasu? A potem, lata później, używasz tego zeszytu, budujesz wehikuł, wracasz i dajesz swojemu przeszłemu „ja" dokładnie ten sam zeszyt.

Skąd ten zeszyt się wziął?

To tak zwany paradoks bootstrap — informacja bez początku. I szczerze? Uważam go za znacznie ciekawszy niż cały dziadek. Nie chodzi w nim o zniszczenie, tylko o stworzenie bez tworzenia. Wiedza, która istnieje po prostu dlatego, że musi istnieć.

Wracam do tego cały czas: nauka nie polega na posiadaniu wszystkich odpowiedzi. Chodzi o zadawanie pytań, które poszerzają granice tego, co uważamy za możliwe.

Podróże w czasie mogą nigdy się nie ziścić. Może nigdy nie porozmawiamy z Leonardem da Vinci ani nie ostrzeżemy dinozaurów przed tym kamieniem. Ale eksploracja tych idei — eksperymenty kwantowe, modele matematyczne, fizyka teoretyczna — to właśnie napędza nas do przodu.

A fakt, że fizycy prowadzą prawdziwe eksperymenty testujące te koncepcje, wydaje mi się dowodem, że ciekawość połączona z rygorystycznym myśleniem może zaprowadzić nas w naprawdę niezwykłe miejsca.

Nawet jeśli te miejsca to tylko matematyczne możliwości we wszechświecie, który może już zawierać wszystko, wszędzie, jednocześnie.

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