29 oct. 2017
Home » Articole » Articole » Știință » Fizica » Călătoria în timp – Teorema necomunicării, Lumi multiple, Rezultate experimentale – Posibilitatea călătoriei în viitor

Călătoria în timp – Teorema necomunicării, Lumi multiple, Rezultate experimentale – Posibilitatea călătoriei în viitor

de | postat în: Fizica | 0

Teorema necomunicării

Atunci când un semnal este trimis de la o locație și primit într-o altă locație, atunci atâta timp cât semnalul se mișcă la viteza luminii sau mai lent, matematica simultană în teoria relativității arată că toate cadrele de referință sunt de acord că evenimentul de transmisie s-a întâmplat înainte de evenimentul de recepție. Când semnalul se deplasează mai repede decât lumina, acesta este primit înainte de a fi trimis, în toate cadrele de referință. [38] Se poate spune că semnalul s-a deplasat înapoi în timp. Acest scenariu ipotetic este uneori menționat ca un antietelefon tahionic. [39]

Fenomene mecanicii cuantice, cum ar fi teleportarea cuantică, paradoxul Einstein–Podolsky–Rosen sau entanglementul cuantic, ar putea să creeze un mecanism care să permită o comunicare mai rapidă decât lumina (FTL) sau o călătorie în timp și, de fapt, unele interpretări ale mecanicii cuantice cum ar fi interpretarea Bohm presupun că unele informații sunt schimbate instantaneu între particule, pentru a menține corelațiile între particule. [40] Acest efect a fost denumit „acțiune infricătoare la distanță” de Einstein.

Cu toate acestea, conservarea cauzalității în mecanica cuantică este un rezultat riguros în teoriile câmpului modern cuantic și, prin urmare, teoriile moderne nu permit călătoria în timp sau comunicarea FTL. În orice situație specifică în care a fost revendicată FTL, o analiză mai detaliată a dovedit că, pentru a obține un semnal, trebuie folosită și o formă de comunicare clasică [41]. Teorema necomunicării oferă, de asemenea, o dovadă generală că entanglementul cuantic nu poate fi folosit pentru a transmite informații mai rapid decât semnalele clasice.

Interpretarea interacțiunii multiplelor lumi

Teorema "pisicii lui Schrödinger" în mecanica cuantică (Teorema „pisicii lui Schrödinger” în mecanica cuantică, conform interpretării multiplelor lumi. În această interpretare, fiecare eveniment este un punct de ramificație, pisica este atât vie cât și moartă, chiar înainte de deschiderea cutiei, dar pisicile „viw” și „moartă” se află în diferite ramuri ale universului, ambele fiind la fel de reale, dar care nu interacționează între ele.)

O variație a interpretării multiplelor lumi a lui Everett (MWI) a mecanicii cuantice oferă o rezolvare a paradoxului bunicului care implică ideea călătorului în timp care sosește într-un univers diferit de cel de la care provenea; s-a argumentat că, din moment ce călătorul ajunge într-o istorie a unui univers diferit și nu în propria istorie, aceasta nu este o călătorie „în timp real” [42]. Interpretarea acceptată a multiplelor lumi sugerează că toate evenimentele cuantice posibile pot apărea în istorii reciproc exclusive. [43] Cu toate acestea, unele variații permit ca diferite universuri să interacționeze. Acest concept este cel mai adesea folosit în literatura științifico-fantastică, dar unii fizicieni, cum ar fi David Deutsch, au sugerat că un călător în timp este obligatoriu să ajungă într-o istorie diferită de cea de la care a pornit. Pe de altă parte, Stephen Hawking a susținut că, chiar dacă MWI este corect, ar trebui să ne așteptăm ca fiecare călător să experimenteze o singură istorie auto-consecventă, astfel încât călătorii în timp să rămână în lumea lor, mai degrabă decât să călătorească către alta. [46] Fizicianul Allen Everett a susținut că abordarea lui Deutsch „implică modificarea principiilor fundamentale ale mecanicii cuantice, cu siguranță depășește pur și simplu adoptarea MWI”. Everett susține de asemenea că, chiar dacă abordarea Deutsch este corectă, ar însemna că orice obiect macroscopic compus din mai multe particule ar fi divizat atunci când călătorește înapoi în timp printr-o gaură de vierme, cu diverse particule emergente în diferite lumi. [21]

Daniel Greenberger și Karl Svozil au propus ca teoria cuantică să ofere un model pentru călătoria în timp fără paradoxuri. [47] Observarea teoriei cuantice face ca stările posibile să „colapseze” într-o stare măsurată; prin urmare, trecutul observat din prezent este determinist (are doar o singură stare posibilă), dar prezentul observat din trecut are multe stări posibile până când acțiunile noastre le fac să colapseze într-o singură stare. Acțiunile noastre vor fi considerate ca fiind inevitabile.

Rezultate experimentale

Anumite experimente efectuate dau impresia unei cauze inverse, dar nu o demonstrează sub o examinare mai atentă.

Experimentul de ștergere întârziată a alegerii cuantice efectuat de Marlan Scully implică perechi de fotoni inseparabili care sunt împărțiți în „fotoni de semnal” și „fotoni inactivi”, cu fotonii de semnal care apar în una din cele două locații, iar poziția lor ulterioară măsurată ca în experimentul cu fantă dublă. În funcție de cum e măsurat fotonul inactiv, experimentatorul poate fie să afle care dintre cele două locații a rezultat din fotonul de semnal, fie să „șteargă” acele informații. Chiar dacă fotonii de semnal pot fi măsurați înainte de alegerea fotonilor inactivi, alegerea pare să determine retroactiv dacă se observă sau nu un model de interferență atunci când se corelează măsurătorile fotonilor inactivi cu fotonii de semnal corespunzători. Cu toate acestea, deoarece interferențele pot fi observate numai după măsurarea fotonilor inactivi și corelați cu fotonii de semnal, nu există nicio modalitate pentru experimentatori de a spune ce alegere va fi făcută în avans, doar privind la fotonii de semnal, numai prin colectarea informațiilor clasice din întregul sistem; astfel se menține cauzalitatea. [49]

Experimentul lui Lijun Wang ar putea, de asemenea, să arate o încălcare a cauzalității, deoarece a făcut posibilă trimiterea de pachete de unde printr-un balon de gaz de cesiu, astfel încât pachetul să părăsească balonul cu 62 nanosecunde înainte de intrarea sa, dar un pachet de unde nu este un singur obiect bine definit, ci mai degrabă o sumă de unde multiple de frecvențe diferite (vezi analiza Fourier), iar pachetul poate să pară că se deplasează mai repede decât lumina sau chiar înapoi în timp, chiar dacă niciuna dintre undele pure din pachet nu se deplasează astfel. Acest efect nu poate fi folosit pentru a trimite orice materie, energie sau informații mai repede decât lumina, [50] astfel încât acest experiment să fie înțeles și să nu încalce cauzalitatea.

Fizicienii Günter Nimtz și Alfons Stahlhofen, de la Universitatea din Koblenz, pretind că au încălcat teoria relativității lui Einstein transmițând fotoni mai repede decât viteza luminii. Ei spun că au efectuat un experiment în care fotonii cu microunde au călătorit „instantaneu” între o pereche de prisme care au fost deplasate la o distanță de 3 picioare (0,91 m), folosind un fenomen cunoscut sub numele de tunel cuantic. Nimtz a spus revistei New Scientist: „Pentru moment, aceasta este singura încălcare a relativității speciale pe care o cunosc”. Cu toate acestea, alți fizicieni spun că acest fenomen nu permite transmiterea informațiilor mai repede decât lumina. Aephraim Steinberg, un expert în optică cuantică la Universitatea din Toronto, Canada, folosește analogia unui tren care călătorește de la Chicago la New York, dar renunță la vagoane la fiecare stație de-a lungul drumului, astfel încât centrul de greutate al trenului să se deplaseze înainte la fiecare oprire; în acest fel, viteza centrului de greutate al trenului depășește viteza oricărei mașini individuale. [51]

Shengwang Du pretinde într-un jurnal recenzat de către colegi că a observat precursorii ai fotonilor singulari, spunând că nu călătoresc mai repede decât viteza c în ​​vid. Experimentul său a inclus lumină lentă, precum și lumină care trece prin vid. El a generat doi fotoni singulari, trecând unul prin atomi de rubidiu care fuseseră răciți cu un laser (încetinind astfel lumina) și celălalt trecând prin vid. În ambele situații, aparent, precursorii au precedat corpurile principale ale fotonilor, iar precursorul a călătorit cu viteza c în vid. Potrivit lui Du, aceasta implică faptul că nu există posibilitatea ca lumina să călătorească mai repede decât c și, prin urmare, nu există nicio posibilitate de a încălca cauzalitatea [52].

Absența călătorilor în timp în viitor

Călătoria în timp ar putea fi posibilă doar într-o regiune de spațiutimp care este deformată în mod corect, sugerând imposibilitatea călătorilor în timp de a călători înapoi în regiunile anterioare în spațiu înainte de crearea acestei regiuni. Stephen Hawking a afirmat că acest lucru ar explica de ce lumea nu a fost deja suprapopulată de „turiștii din viitor” [46]. Aceasta este o variantă a paradoxului Fermi, iar absența turiștilor din viitor nu dovedește imposibilitatea fizică a călătoriei în timp; este posibil ca aceasta să fie fizic posibilă, dar nu a fost niciodată dezvoltată sau folosită cu prudență. Carl Sagan a sugerat, de asemenea, că există posibilitatea ca respectivii călători în timp să poată fi aici, dar își ascund existența sau nu sunt recunoscuți ca fiind călători în timp [26].

Au fost efectuate mai multe experimente pentru a încerca să se atragă oameni din viitor, care s-ar putea să fi inventat tehnologia călătoriei în timp, și care să se întoarcă în timp și să o arate oamenilor de astăzi. Evenimente, cum ar fi Ziua de destinație a lui Perth (2005) sau Convenția călătorilor în timp a lui MIT, au publicat în permanență „anunțuri” permanente ale unui timp și loc de întâlnire pentru călătorii care se vor întâlni în viitor. În 1982, un grup din Baltimore, Maryland, identificându-se drept krononauți, a găzduit un eveniment de acest tip care ar fi primit vizitatori din viitor. [53] [54] Aceste experimente aveau doar posibilitatea de a genera un rezultat pozitiv care să demonstreze existența călătoriei în timp, dar nu au reușit până acum – niciun călător în timp nu este cunoscut că ar fi participat la niciun eveniment. Este posibil ipotetic ca oamenii din viitor să călătorească înapoi în timp, dar călătoresc înapoi în timpul de întâlnire și locul dintr-un univers paralel. [55]

Traducere din Wikipedia

Referințe

 

 

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *