Чи можна час повернути назад? Вчені кажуть – так

Уявіть, що надсилаєте лист самому собі в минуле. Лунає як сюжет науково-фантастичного фільму? А деякі вчені кажуть, що на квантовому рівні щось подібне може відбуватися просто зараз.

У нашому звичному світі час тече тільки вперед. Склянка розбивається об підлогу і ніколи не збирається назад. Сірник спалахує, якщо піднести його до вогню, а не невпаки. Ми пам’ятаємо минуле, але не можемо зазирнути в майбутнє.

Однак у світі квантової науки все може бути інакше. Тут, за словами фізиків, діють дивовижні явища – ретропричинність (зворотна причинність) та ефект “від’ємного часу”. Коли причинно-наслідковий зв’язок можна повернути назад у часі, дозволяючи діям у майбутньому впливати на результати в минулому, пише ВВС.

Ця ідея може видатись фантастикою, але вона набуває популярності серед фізиків і філософів, а також інших дослідників як можливе розв’язання найбільших загадок, що лежать в основі нашої реальності.

Ефект “від’ємного часу”

Цього року виповнюється 100 років від дня створення квантової механіки, і ООН оголосила 2025 рік Міжнародним роком квантової науки та технологій.

За останнє століття фізики дослідили різні види незвичної поведінки у квантовому світі: заплутаність, суперпозицію, невизначеність і багато іншого.

Одне з останніх відкриттів – ефект “від’ємного часу”, який виявили канадські вчені під час вивчення фотонів (частинок світла).

Дослідники провели серію експериментів, у яких фотони прямували через хмару охолоджених атомів за температури, близької до нуля.

Виявилось, що їхня взаємодія може створювати ефект, ніби частинка залишає атомну хмару до того, як увійде туди.

Це відкриття стало доказом існування так званого “від’ємного часу”.

Вчені попереджають: це явище може змінити уявлення про час, особливо в галузі оптики, але не суперечить загальним законам фізики, тому не варто шукати в ньому якогось дива.

Вони пояснюють його квантовими ефектами, як-от суперпозиція, коли частинки можуть перебувати одночасно в кількох станах.

Це також вказує на складні взаємодії між частинками, коли час може поводитись нелінійно.

“Неймовірно фундаментальне і глибоке розуміння природи фотонів полягає в тому, що вони не мають єдиної реальності”, – пояснює Джозая Сінклер з університету Торонто.

Ретропричинність

Ефект “від’ємного часу” – не єдиний парадокс на межі нашого розуміння реальності. Квантова фізика багата на суперечливі ідеї.

Один з прикладів – концепція ретропричинності, або зворотної причинності.

Ця гіпотеза кидає виклик нашим фундаментальним уявленням про час і причинно-наслідкові зв’язки, припускаючи, що майбутнє може впливати на минуле.

Вона не має експериментальних підтверджень, але фізики серйозно ставляться до такої перспективи, оскільки вважають, що вона допоможе пояснити ще одне унікальне явище – квантову заплутаність. Коли дві пов’язані між собою частинки можуть “відчувати” одна одну на відстані та миттєво змінювати свій стан у відповідь на зміну стану іншої.

Уявіть дві ідентичні монети в закритих коробках: одна на Марсі, інша – на Венері. Астронавт на Марсі відкриває коробку, підкидає монету – випадає тризуб. Тієї ж миті на Венері, не підкидаючи монету, астронавт відкриває коробку і бачить число. Закривши коробку, він чекає. Марсіанський астронавт знову кидає монету – тепер випадає число. Астронавт на Венері відкриває свою коробку – його монета лежить тризубом догори.

Це явище Альберт Енштейн називав “моторошною дією на відстані”.

І ретропричинність – один зі способів обійти його, поширивши вплив не лише в просторі, а й у часі.

Це, безумовно, контрінтуїтивна концепція, і вона, схоже, замінює одну неможливість на іншу – так якби ліки були б гіршими за хворобу.

Однак це не перший випадок, коли квантова механіка кидає виклик здоровому глузду.

На свій захист прихильники ретропричинності вказують, що вона видається малоймовірною тільки тому, що в макроскопічних масштабах ми відчуваємо час в одному напрямку.

Вчені давно вважають, що у дуже малих масштабах фізичні закони симетричні за часом.

І якщо це правда, то Всесвіт має працювати інакше, ніж ми зараз собі уявляємо, каже фізик Емілі Адлам з університету Чепмена в Каліфорнії.

За одним з таких сценаріїв, дві часові лінії, по суті, існуватимуть паралельно, поєднуючи прямий і зворотний процеси.

Однак Адлам сумнівається у цій гіпотезі.

“В ній багато невідповідностей, суперечностей і парадоксів”, – каже вона.

Більш вірогідною, на її думку, є ідея так званого “блокового всесвіту”.

Це – гіпотетична (і з філософського погляду суперечлива) модель, де всі періоди часу – минуле, теперішнє і майбутнє – існують у чотиривимірному форматі.

Якщо цей блок заповнити подіями, які коли-небудь були чи ще відбудуться, тоді легше зрозуміти як частинки впливають одна на одну всередині блоку, вказує Адлам.

“Там не існує часового потоку, – пояснює вона. – Час – це інший вимір, а не рухома величина”.

Якщо це так, то ми наблизилися до, можливо, найтривожнішого прояву квантової механіки та її дивної часової поведінки.

Якщо прийняти найбільш фаталістичну інтерпретацію “блокового всесвіту”, то наше життя можна порівняти з персонажами якогось космічного телесеріалу.

Ми проживаємо якісь епізоди, але наше майбутнє й минуле визначене наперед.

Тож, якщо зараз ви в середині своєї життєвої історії, то, вибачте за спойлер, але її фінал вже, можливо, написаний.