Вероватно сте чули за Сцхродингерову мачку, несрећну мачку у кутији која је истовремено жива и мртва, све док кутија не буде отворена како би открила њено стварно стање. Па, сад замотајте око Сцхродингеровог времена, ситуације у којој један догађај може истовремено бити узрок и последица другог догађаја.
Такав сценариј може бити неизбежан у било којој теорији квантне гравитације, још увек мутном подручју физике која настоји да комбинује теорију опште релативности Алберта Еинстеина са деловањем квантне механике. У новом раду научници стварају групу њих двојице замишљајући звезде у близини огромне планете чија маса успорава време. Закључују да би се звездани бродови могли наћи у стању у коме је узрочност обрнута: Један би догађај могао завршити узрокујући други догађај који се догодио пре њега.
"Може се осмислити овакав сценарио где је временски поредак или узрок и последица у суперпозицији да се преокрену или не обрну", рекао је коаутор студије Игор Пиковски, физичар из Центра за квантну науку и инжењеринг на Стевенсов технолошки институт у Њу Џерзи. "То је нешто што очекујемо да се догоди када будемо имали потпуну теорију квантне гравитације."
Квантно време
Познати Сцхродингеров експеримент са мачкама тражи од гледаоца да замисли кутију на којој се налази мачка и радиоактивна честица која ће, једном када пропадне, убити несрећну мачку. По принципу квантне суперпозиције, опстанак или смрт мачке подједнако су вјероватни док се не измјере - тако да док се кутија не отвори, мачка је истовремено жива и мртва. У квантној механици суперпозиција значи да честица може постојати у више стања истовремено, баш као и Сцхродингерова мачка.
Нови мисаони експеримент, објављен 21. августа у часопису Натуре Цоммуницатионс, комбинује принцип квантне суперпозиције са Еинстеиновом теоријом опште релативности. Општа релативност каже да маса џиновског предмета може успорити време. То је добро утврђено као истинито и мерљиво, рекао је Пиковски; астронаут који кружи око Земље искусиће време само мрвицу брже него његов близанац на планети. (Ово је такође разлог што би пад у црну рупу било веома постепено искуство.)
Дакле, ако се футуристичка свемирска летелица налази у близини огромне планете, њена посада би доживела време мало спорије него што би то имали људи у другим свемирским бродовима, стационираним даље. Сада додајте мало квантне механике и можете замислити ситуацију у којој је та планета суперпозиционирана истовремено у близини и удаљености од две свемирске летелице.
Време постаје чудно
У овом суперпозиционираном сценарију два брода која су искусила вријеме у различитим временским роковима, узрок и посљедица могу постати неугодни. На пример, рецимо да се од бродова тражи да изврше мисију обуке у којој пуцају један на другог и измичу један другом ватру, знајући добро време када ће се ракете лансирати и пресрести њихове положаје. Ако у близини нема огромне планете која би се мијешала са протоком времена, ово је једноставна вјежба. С друге стране, ако је та огромна планета била присутна и капетан брода није узео у обзир успоравање времена, посада би могла прекасно да избегне и буде уништена.
Са планетом у суперпозицији, истовремено близу и далеко, било би немогуће знати да ли ће се бродови прекасно извијати и уништавати једни друге или ће се померити у страну и опстати. Штавише, узрок и последица би могли бити обрнути, рекао је Пиковски. Замислите два догађаја, А и Б, који су узрочно повезани.
"А и Б могу утицати једни на друге, али у једном случају А је пре Б, док је у другом случају Б пре А" у стању суперпозиције, рекао је Пиковски. То значи да су и А и Б истовремено и узрок и последица једни другима. Срећом за вероватно збуњене посаде ове замишљене свемирске летелице, рекао је Пиковски, они би имали математички начин да међусобно анализирају преносе како би потврдили да су у суперпозиционираном стању.
Очигледно је да се у стварном животу планете не крећу око галаксије несвесно. Али мисаони експеримент могао би имати практичне импликације на квантно рачунање, чак и без израде читаве теорије квантне гравитације, рекао је Пиковски. Коришћењем суперпозиција у прорачунима, систем квантног рачунања могао би истовремено да процени процес као узрок и као последица.
"Квантни рачунари ће то моћи да користе за ефикасније рачунање", рекао је.
