Okay, ik moet je vertellen over iets wat mijn verbeelding deze week volledig heeft gegrepen, en ik denk dat jij hetzelfde zult voelen zodra ik het uitleg.
Je weet hoe in films tijdreizen altijd gepaard gaat met een soort kosmische storing of een hapering in het universum? Welnu, het blijkt dat fysici mogelijk iets hebben gevonden dat daar een beetje op lijkt — behalve dat we het niet hebben over een DeLorean die 88 mijl per uur haalt, maar over een piepkleine, piepkleine onvolkomenheid in de tijd zelf, die voortkomt uit de vreemde wereld van de kwantummechanica.
Laat me even terug naar het begin en uitleggen waarom dit zo cool is.
De kwantumwereld speelt volgens andere regels
Als je ooit hebt gehoord dat kwantumfysica vreemd is, is dat de understatement van de eeuw. In de kwantumwereld — het rijk van atomen en deeltjes — kunnen dingen bestaan in wat een 'superpositie' wordt genoemd. Dit betekent dat een deeltje zich op meerdere plaatsen of in meerdere toestanden tegelijk kan bevinden, totdat iemand er naar kijkt.
Het is alsof je een munt hebt die zowel kop als munt is, totdat je hem midden in de worp vangt en eronder kijkt.
Wanneer we een kwantumsysteem meten of observeren, 'stort' deze superpositie in op één definitieve uitkomst. Dat proces wordt golfunctie-instorting genoemd en is al decennialang de standaardverklaring in de kwantummechanica.
Maar wat als instorting vanzelf gebeurt?
Hier wordt het interessant. Sommige fysici hebben een wild idee onderzocht: wat als golfunctie-instorting helemaal geen waarnemer of meetinstrument nodig heeft? Wat als instorting spontaan gebeurt, als de manier van de natuur om een besluit te nemen?
Deze ideeën worden kwantum-instortingsmodellen genoemd en circuleren al sinds de jaren 80. Maar onlangs besloot een team van fysici een van deze modellen serieus te nemen — echt serieus — en stelden een vraag die ik absoluut verrukkelijk vind:
Wat zou dit betekenen voor de tijd zelf?
Het experiment dat alles veranderde (nou ja, bijna alles)
De onderzoekers, onder leiding van Nicola Bortolotti van CREF in Rome, onderzochten nauwkeurig een model dat is ontwikkeld door Lajos Diosi en Sir Roger Penrose. Hun idee suggereert dat zwaartekracht de mysterieuze kracht zou kunnen zijn die kwantumsystemen duwt om in definitieve toestanden te storten. Zie het als zwaartekracht die fluistert tegen deeltjes: "Hé, kies er toch eentje."
Het team bestudeerde ook een andere benadering, genaamd Continue Spontane Lokalisatie, en vond voor het eerst een wiskundige connectie tussen dit model en gravitationele fluctuaties in de ruimtetijd zelf.
En hier komt het verbazingwekkende deel: hun berekeningen suggereren dat, als deze instortingsmodellen correct zijn, de tijd een ingebouwde, piepkleine onzekerheid zou hebben. Niet het soort onzekerheid van slechte klokken of menselijke fouten, maar een daadwerkelijke fundamentele limiet die is ingebakken in het weefsel van de werkelijkheid.
Dus... zijn mijn klokken verkeerd?
Voordat je je zorgen gaat maken, laat me je het goede nieuws geven.
Deze onzekerheid is zo ongelooflijk klein dat het niet eens grappig is. We hebben het over een effect dat "vele ordegroottes onder alles wat we momenteel kunnen meten" ligt, volgens onderzoeker Catalina Curceanu.
In gewoon Nederlands? Zelfs de meest geavanceerde atoomklokken op aarde — het soort dat de tijd zo precies bijhoudt dat ze slechts ongeveer één seconde afwijken in 30 miljard jaar — zouden deze storing niet eens opmerken.
"Het is volkomen irrelevant voor het dagelijkse tijdbewustzijn," bevestigde een andere onderzoeker. Je horloge, je telefoon, je wekker, je luxe GPS-satellieten — allemaal volkomen veilig.
Waarom doet dit dan überhaupt ter zake?
Het grotere plaatje: waarom dit ertoe doet
Deze ontdekking raakt aan een van de grootste onopgeloste puzzels in de hele fysica: hoe brengen we kwantummechanica