Новое исследование бросает вызов нашим представлениям о работе времени.
Квантовая физика породила немало странных идей и трудно уловимых концепций - от «жутких действий на расстоянии» Эйнштейна до приключений кота Шредингера. Теперь новое исследование подкрепляет другую умопомрачительную идею ретропричинности, которая в основном предполагает, что будущее может влиять на прошлое, и эффект, по сути, происходит раньше причины.
На данный момент ретропричинность не означает, что вы можете посылать сигналы из будущего в прошлое - скорее, измерение частицы экспериментатором может повлиять на свойства этой частицы в прошлом, даже до того, как делают свой выбор.
В новой статье утверждается, что ретропричинность может быть частью квантовой теории. Ученые излагают более традиционно принятую концепцию временной симметрии и показывают, что если это так, то ретропричинность должна быть такой же. Симметрия времени говорит о том, что физические процессы могут протекать вперед и назад во времени, подчиняясь одним и тем же физическим законам.
Ученые описывают эксперимент, в котором симметрия времени требует, чтобы процессы имели одинаковую вероятность, независимо от того, идут ли они назад или вперед во времени. Но это вызвало бы противоречие, если бы не было ретрокаузальности, поскольку это требует, чтобы эти процессы имели разные вероятности. Документ показывает, что обе концепции не могут быть истинными одновременно.
Устранение временной симметрии также избавило бы от некоторых других неприятных проблем квантовой физики, таких как дискомфорт Эйнштейна от запутанности, которую он описал как «призрачное действие на расстоянии». Он видел вызов квантовой теории в идее о том, что запутанные или соединенные частицы могут мгновенно воздействовать друг на друга даже на больших расстояниях. На самом деле, принятие ретрокаузальности может позволить переинтерпретировать тесты Белла, которые использовались для демонстрации доказательств «жутких действий». Вместо этого тесты могут подтверждать наличие ретрокаузальности.
Статья, опубликованная в Proceedings of the Royal Society A, была написана Мэтью С. Лейфером из Университета Чепмена в Калифорнии и Мэтью Ф. Пьюзи из Периметрового института теоретической физики в Онтарио. Ученые надеются, что их работа поможет лучше понять квантовую теорию.
«Причина, по которой я думаю, что ретропричинность стоит исследовать, заключается в том, что теперь у нас есть множество отрицательных результатов о реалистических интерпретациях квантовой теории, включая теорему Белла, Кохена-Спекера и недавние доказательства теории реальность квантового состояния», - сказал Лейфер Phys.org. «Они говорят, что любая интерпретация, укладывающаяся в стандартные рамки реалистических интерпретаций, должна иметь черты, которые я бы счел нежелательными. Поэтому единственные варианты, похоже, - это отказаться от реализма или вырваться из стандартных реалистических рамок».
Получим ли мы путешествие во времени в результате этого? Согласно одной идее, предложенной Ричардом Фейнманом, существование ретрокаузальности может означать, что позитроны,антивещественные аналоги электронов, будут двигаться назад во времени, чтобы иметь положительный заряд.. Если бы это было доказано, путешествие во времени могло бы заключаться в простом изменении направления движения частиц в одном измерении времени.
Лейфер не заходит так далеко в своем объяснении, как путешествие во времени, но предполагает, что если во Вселенной действительно существует ретропричинность, то космологические данные могут свидетельствовать о ней, говоря, что «существуют определенные эпохи, возможно, близкие к Большому взрыву, в которых нет определенной стрелы причинно-следственной связи».
Готова ли эта идея к большому успеху? Его поддерживает Хью Прайс, профессор философии Кембриджского университета, специализирующийся на физике времени и являющийся ведущим сторонником ретрокаузальности. Однако Лейфер и Пьюзи спокойно относятся к делу, понимая, что предстоит еще много работы.
«Насколько мне известно, не существует общепринятой интерпретации квантовой теории, которая бы восстанавливала всю теорию и использовала эту идею. На данный момент это скорее идея для интерпретации, поэтому я думаю, что другие физики справедливо настроены скептически, и на нас лежит ответственность конкретизировать эту идею», - сказал Лейфер.
Физики не проводят экспериментов для проверки своей теории, но они надеются, что эта работа поставит под сомнение предположения квантовой механики и приведет к новым открытиям в будущем.
Вы можете прочитать исследование здесь.