Částice, které mluví samy se sebou. S budoucností.

Něco vás donutí pochybovat o realitě: částice možná vedou rozhovory napříč časem. Ne s jinými částicemi někde daleko, ale se sebou samými — s verzemi, které ještě neexistují.

Narazil jsem na tenhle výzkum a upřímně jsem ho musel přečíst třikrát, než jsem to vstřebal. Řeč je o něčem, čemu se říká „entanglement v čase" — a možná právě to vyřeší jeden z nejtvrdohlavějších oříšků fyziky.

Pojďme na to.

Proč je entanglement tak velká věc?

Asi víte, že kvantové částice mohou být „provázané" — ta podivuhodná spojitost, kdy cokoliv se stane jedné částici, okamžitě ovlivní druhou, ať jsou od sebe jakkoli daleko. Einstein tomu říkal „strašidelné působení na dálku" a upřímně měl pravdu, že ho to znepokojovalo.

A to je teprve začátek. Když změříte jednu provázanou částici, hned víte něco o jejím partnerovi. Jsou jako kvantoví nejlepší kamarádi, kteří vždycky vědí, co si ten druhý myslí — i kdyby byli na opačných koncích vesmíru.

Ale tady to začíná být opravdu zajímavé.

Zvrat: Částice si povídají se svou budoucností

Jeden fyzik — člověk, který o tom začal přemýšlet už v devadesátých letech — si uvědomil, že entanglement nemusí existovat mezi dvěma různými kvantovými systémy. Může existovat v rámci jediného objektu napříč různými okamžiky.

Zamyslete se nad tím.

Částice právě teď by mohla být provázaná s tím, čím se stane zítra. Nebo za týden. Nebo za deset let. Informace, kterou nese dnes, sdílí nějaké záhadné kvantové pouto s tím, čím bude později.

Tomuhle se říká „entanglement v čase" a je to jedna z nejúžasnějších myšlenek, na které jsem narazil.

Proč by nás to mělo zajímat? Zavedeme si černé díry

Možná si říkáte: „Jo, hezké, ale co z toho?"

Tady přichází ta odpověď: mohlo by nám to pomoct konečně překlenout propast mezi dvěma teoriemi, které se odmítají dohodnout — kvantovou fyzikou a Einsteinovou teorií gravitace (obecnou relativitou).

V čem je ten spor? Kvantová fyzika říká, že informace nikdy nemůže být zničena. Je to základní pravidlo. Ale černé díry? Ty vypadají, že ničí úplně všechno. Hodíte něco do černé díry a veškeré informace o tom, co to bylo — jablko, foton, váš starý smartphone — zmizí navždy.

To je slavný „paradox informace černých děr" a fyzici si nad ním lámu hlavu desítky let.

Hawking vstupuje do hry

Stephen Hawking nám ukázal něco zásadního: černé díry nejsou úplně černé. Ve skutečnosti vyzáří věci ven a postupně se zcela vypaří. Černé díry tedy mají kvantové vlastnosti.

Ale tady je problém s Hawkingovými výpočty. Když se černé díry vypařují, zdá se, že vytvářejí stále víc provázanosti mezi svým vnitřkem a okolím. A tady přichází ten háček: entanglement je „monogamní".

Co to znamená? V kvantovém světě, pokud je částice A hluboce provázaná s částicí B, nemůže být zároveň hluboce provázaná s částicí C. Je to taková kvantová žárlivost — nemůžete sdílet všechno se všemi.

Takže pokud černé díry při vypařování neustále vytvářejí novou provázanost, dříve či později narazí na zeď. Nemohou vytvořit nekonečnou provázanost, protože vesmír tak nefunguje.

Zachrání nás časová provázanost?

Tady přichází ta vzrušující část. Pokud mohou být částice provázané se svou budoucností, možná se otevírají nové možnosti, jak může být informace uchována a sdílena.

Představa je taková: pokud může být informace černé díry nějak provázaná se svým budoucím stavem, pravidla o monogamii by mohla fungovat jinak. Informace se nesdílí mezi dvěma oddělenými systémy — sdílí se napříč časem v rámci jednoho systému.

To by mohlo být cestou, jak se informace může dostat z černé díry ven, aniž by porušila kvantová pravidla.

Proč mě to tak fascinuje

Nejsem fyzik, ale miluju, jak vás to nutí přemýšlet jinak o realitě. Nemluvíme tu o částicích existujících jen v prostoru — mluvíme o nich jako o existujících napříč časem způsoby, které rozmazávají hranice mezi minulostí, přítomností a budoucností.

Je v tom něco skoro filosofického. Pokud můžou být částice propojené se svými budoucími verzemi, co to znamená pro příčinnost? Pro svobodnou vůli? Pro samotnou podstatu času?

Fyzik, který s touto myšlenkou přišel, vůbec netušil, že se jednou propojí s pochopením kvantové gravitace. Jen ho zajímalo, jak měřit vztahy mezi kvantovými částicemi. Ale takhle často vznikají ty největší objevy — někdo se nechá zvědavostí vtáhnout do králičí nory a o roky později se ukáže, že je to přesně to, co jsme potřebovali.

Co z toho vyplývá

Stále na tom pracujeme. Není to kompletní řešení kvantové gravitace — ta zůstává jedním ze svatých grálů fyziky. Ale myšlenky jako entanglement v čase nám dávají nové úhly pohledu.

A upřímně? Miluju, že pořád objevujeme základní věci o tom, jak vesmír funguje. Každá generace si myslí, že má vychytané základy, a pak přijde někdo s bláznivou myšlenkou o částicích povídajících si se svou budoucností.

Vesmír je divný. A já jsem jednoznačně pro.