Один из самых невероятных аспектов квантовой механики можно объяснить не менее невероятной идеей о том, что причинная связь может идти как вперед во времени, так и вспять. Эйнштейновское «жуткое» действие на расстоянии теоретически может быть доказательством ретропричинности: как если бы у вас сегодня разболелся желудок из-за завтрашнего неудачного обеда.
© Funniefarm5 / Depositphotos
Два физика из США и Канады более подробно рассмотрели некоторые базовые предположения в квантовой теории и пришли к выводу: если мы не открыли, что время обязательно движется в одном направлении, то измерения, проведенные на частице, могут одинаково отразиться как на прошлом, так и на будущем.
Всем известно, что в квантовой механике немало странностей. Отчасти это обосновано тем, что на фундаментальном уровне частицы ведут себя не как бильярдные шары, катящиеся по столу, а скорее как мутное «облако вероятностей», перемещающихся по комнате. Это мутное облако обретает резкость, когда мы пытаемся измерить частицы. То есть мы в принципе можем только увидеть, как один белый шар забивает черный в угловую лузу, но никак не бесчисленное множество белых шаров, забивающих черные в каждую лузу.
Физики спорят, является ли это облако вероятностей чем-то — или же это просто удобное представление. В 2012 году ученый Хью Прайс утверждал, что если странные вероятности за квантовыми состояниями отражают что-то реальное, а время ничего не привязывает к одному направлению, то черный шар в облаке вероятностей теоретически может выкатиться из лузы и ударить белый.
«Критики возражают, что в классической физике есть полная временная симметрия, но отсутствует какая-либо видимая ретропричинность. Почему же квантовый мир должен отличаться?» — писал Прайс, перефразируя мысли большинства физиков.
Мэтью С. Лейфер из Чепменского университета в Калифорнии и Мэтью Ф. Пьюзи из Института теоретической физики «Периметр» в Онтарио также задались вопросом, может ли квантовый мир быть другим в отношении времени. Они заменили некоторые из предположений Прайса и применили свою новую модель к теореме Белла, имеющую сегодня большое значение в вопросах «жуткого» действия на расстоянии.
Джон Стюарт Белл говорил, что странные вещи, происходящие в квантовой механике, невозможно объяснить действиями поблизости: как если бы ничто заставило множество бильярдных шаров выбирать столь разные пути. На фундаментальном уровне все во Вселенной случайно.
Диаграмма влияния, представляющая возможные причинные воздействия в модели без ретропричинности. Квадрат представляет переменную под прямым контролем экспериментатора, а круг — неконтролируемую переменную. Стрелка между двумя узлами u и v в диаграмме представляет возможность того, что u может быть прямой причиной v
© Matthew S. Leifer/Matthew F. Pusey
Но что касается действий, совершающихся в другом месте… или времени? Может ли что-то издалека повлиять на это облако, не соприкасаясь с ним? Именно это Эйнштейн и называл «жутким».
Если две частицы связаны в какой-то точке пространства, измерение свойства одной из них моментально задает параметры другой, независимо от того, куда во Вселенной она переместилась.
Такую запутанность неоднократно тестировали в свете теоремы Белла, пытаясь выяснить, взаимодействуют ли частицы друг с другом каким-либо образом на местном уровне, несмотря на то, что это кажется расстоянием.
Но если причинность может быть обратной, это означало бы, что частица способна перенести действие своих измерений обратно во времени — к моменту запутывания, — воздействуя на своего «партнера». И никаких сообщений быстрее скорости света не нужно. Такую гипотезу выдвинули Лейфер и Пьюзи.
«Есть небольшая группа физиков и философов, считающих, что эту идею стоит развивать», — заявил Лейфер в интервью для Phys.org.
При помощи переформулировки нескольких базовых предположений исследователи разработали модель на основе теоремы Белла, где пространство и время поменяли местами. По их расчетам, если мы не можем показать, почему время обязательно всегда должно идти вперед, то мы сталкиваемся с некоторыми противоречиями.
Диаграмма влияния для онтологической модели, являющаяся онтическим расширением,
удовлетворяющим условиям λ и отсутствия ретропричинности
© Matthew S. Leifer/Matthew F. Pusey
«Насколько мне известно, не существует общепринятой интерпретации квантовой теории, восстанавливающей ее целиком и использующей эту идею. Это скорее идея интерпретации на данный момент, так что, я считаю, другие физики вполне справедливо относятся к ней скептически и наш долг — конкретизировать ее», — говорит Лейфер.
Стоит заметить, что такое «путешествие» во времени не означает, что человек вернется назад и сознательно изменит настоящее. И ученые будущего также не смогут закодировать номера лотерейных билетов в запутанные электроны и отправить их себе в прошлое.
В любом случае идея чего-либо, перемещающегося назад во времени, вряд ли будет звучать привлекательно. Но будем откровенны: когда речь заходит о таком феномене, как квантовая запутанность, практически любое объяснение безумно.
Источник: naked-science.ru
