Учени твърдят, че квантовата физика всъщност може да позволи на съобщенията да пътуват назад във времето

През 2014 г. научнофантастичният епос „Интерстелар“ (Interstellar) на режисьора Кристофър Нолан изуми глобалната аудитория със своя дълбок емоционален заряд и изключително реалистичен подход към съвременната астрофизика. Въпреки това, един конкретен елемент от разказа накара част от физиците по света да повдигнат вежди в недоумение. Значителна част от сюжета се крепи на мистериозни съобщения, оставени от привидно извънземни сили, за които зрителите по-късно научават, че всъщност са изпратени назад във времето от самия главен герой – пилота Джоузеф Купър (в ролята Матю Макконъхи).

Тъй като „Интерстелар“ е широко хвален за това, че представи най-научно точната черна дупка в историята на киното (благодарение на сътрудничеството с нобеловия лауреат Кип Торн), за мнозина изглеждаше странно, че филмът включва нещо толкова невероятно и фентъзи изглеждащо като комуникация с миналото.

Ново научно изследване обаче показва, че директната манипулация на гравитацията през времето, по начин, подобен на този на Купър, може да се окаже в известна степен възможна благодарение на феномена релативистично забавяне на времето. Заключенията са част от нов научен труд, приет за публикуване в престижното списание Physical Review Letters, като пълният текст на разработката вече е достъпен за международната общност в научния архив за препринти arXiv. В него изследователите определят, че т.нар. затворена времеподобна крива е най-обещаващата теоретична възможност и започват своите изчисления именно оттам.

Пътуване през гънките на пространство-времето

Затворената времеподобна крива (Closed Timelike Curve – CTC) представлява теоретичен модел, при който траекторията на даден обект или частица през тъканта на пространство-времето се изкривява до такава степен, че я отвежда едновременно и в миналото, и в бъдещето. По този начин се създава затворен цикъл, който физически свързва двете точки и на теория прави пътуването във времето възможно.

Авторите на изследването аргументирано доказват, че този феномен е напълно допуснат и възможен в рамките на Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн. Според тази фундаментална теория гравитацията не е просто невидима сила, която привлича обектите в реалността, а е директен резултат от действителното огъване, деформиране и притискане на самото пространство и време, причинено от масивни космически обекти като неутронни звезди и черни дупки.

Да докажеш „невъзможното“ чрез квантова механика

За да започнат да доказват своята смела теория, физиците анализират в детайли връзката между бащата и дъщерята в „Интерстелар“ и по-точно механизма, по който Купър успява да изпрати сигнали до младата си дъщеря Мърф през измеренията. Те откриват, че героят изпраща съобщенията чрез това, което в науката се дефинира като „шумен механизъм“ – процес, при който предаваната информация неизбежно се уврежда или променя от околния квантов шум и гравитационни смущения.

За да представят и симулират коректно този процес в своите уравнения, учените използват усъвършенствания модел на така наречените пост-селектирани затворени времеподобни криви (Post-selected Closed Timelike Curves – P-CTCs). Това е ключов момент в разработката, тъй като именно P-CTCs позволяват на потенциалните пътешественици във времето да избегнат ужасяващия логически казус, известен като „парадокса на дядото“ (при който ако се върнеш и убиеш дядо си, ти никога няма да се родиш, което означава, че няма как да се върнеш и да го убиеш).

За разлика от стандартните теории за затворени времеви цикли, които могат да се разклонят в безкраен брой парадоксални и хаотични времеви линии, теорията на P-CTCs твърди, че само строго „пост-селектирани“ (предварително филтрирани от законите на физиката) цикли могат реално да съществуват в една времева линия. С други думи, квантовата механика автоматично изключва и блокира всяко действие, което би довело до логически парадокс или би променило самото настояще, от което е започнало пътуването.

Този квантов филтър обяснява перфектно как Купър успява да комуникира с дъщеря си: неговите съобщения не променят миналото, а всъщност са част от събитията, които вече са се случили и са формирали неговото собствено настояще.

Нещо повече – поради факта, че героят вече има ясен спомен за получените съобщения от своята позиция в бъдещето, той е способен да възпроизведе и изпрати абсолютно същата информация, въпреки сериозния квантов шум, който според изчисленията на изследователите би трябвало драстично да увреди сигнала.

Към настоящия момент тази концепция остава изцяло в сферата на теоретичната физика и висшата математика. Научният екип обаче няма намерение да спира дотук. Авторите вече официално обявиха, че подготвят мащабен лабораторен експеримент, чрез който се надяват да изградят умален физически модел на този феномен. За целта те планират да използват преплитане на високоенергийни светлинни частици (фотони), за да тестват дали информацията в квантовия свят може реално да прекосява границите на времето по симулиран път. Ако експериментът се окаже успешен, това ще отвори изцяло нова страница в разбирането ни за Космоса и природата на реалността.