Μια τεχνική εμπνευσμένη από την ταινία Interstellar δείχνει έναν νέο τρόπο επικοινωνίας προς τα πίσω στον χρόνο, αλλά μπορεί να βοηθήσει και στη βελτίωση των συμβατικών συστημάτων επικοινωνίας.
Της Karmela Padavic-Callaghan
Οι κλειστές χρονοειδείς καμπύλες προσφέρουν μια δίοδο προς το παρελθόν Roman Budnikov/Alamy
Οι κλειστές χρονοειδείς καμπύλες προσφέρουν μια δίοδο προς το παρελθόν
Roman Budnikov/Alamy
Τι θα γινόταν αν μπορούσες να στείλεις ένα μήνυμα στο παρελθόν; Οι νόμοι της φυσικής δεν το απαγορεύουν — και, σε ορισμένες περιπτώσεις, η επικοινωνία προς τα πίσω στον χρόνο μπορεί μάλιστα να είναι ευκολότερη από την αντίστροφη.
Η δυνατότητα αποστολής μηνύματος στο παρελθόν προκύπτει από ένα συγκεκριμένο είδος λύσης των εξισώσεων της γενικής σχετικότητας, που είναι η καλύτερη θεωρία μας για το πώς συμπεριφέρεται ο χωροχρόνος, ο ιστός της πραγματικότητας. Κάθε αντικείμενο στο σύμπαν ακολουθεί μια διαδρομή μέσα στον χωροχρόνο και μία από αυτές τις διαδρομές που επιτρέπονται από τη γενική σχετικότητα ονομάζεται κλειστή χρονοειδής καμπύλη (CTC). Σε αυτή την περίπτωση, ένα αντικείμενο ταξιδεύει στο μέλλον πριν επιστρέψει στο παρελθόν και καταλήξει στο παρόν, σχηματίζοντας έναν χρονικό βρόχο.
No space, no time, no particles: A radical vision of quantum reality
Υπάρχει όμως μια βασική δυσκολία: σε κοσμικές κλίμακες, η κατασκευή μιας CTC θα σήμαινε την κάμψη του χωροχρόνου μέχρι να κλείσει πάνω του, κάτι που θα απαιτούσε αδιανόητα μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτό φαίνεται να αποκλείει την αποστολή μηνύματος πίσω στον χρόνο — όμως η κβαντική διεμπλοκή ίσως προσφέρει λύση.
Όταν δύο σωματίδια είναι διεμπλεγμένα, η κατάσταση του ενός είναι πάντα ευαίσθητη στην κατάσταση του άλλου, ακόμη κι αν βρίσκονται σε εξαιρετικά μεγάλη απόσταση. Αντί να ερμηνεύουν αυτό το φαινόμενο ως αποτέλεσμα του ότι τα δύο σωματίδια αποτελούν μέρος μιας εκτεταμένης κβαντικής κατάστασης, ορισμένοι φυσικοί υποστηρίζουν ότι η ευαισθησία του ενός σε ό,τι συμβαίνει στο άλλο οφείλεται στο ότι το δεύτερο σωματίδιο στέλνει μηνύματα προς τα πίσω στον χρόνο στο πρώτο, ενημερώνοντάς το πώς να αντιδράσει αργότερα.
Δεν συμφωνούν όλοι με αυτή την ερμηνεία, όμως το 2010 ο Seth Lloyd από το Massachusetts Institute of Technology και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν διεμπλεγμένα σωματίδια φωτός, δηλαδή φωτόνια, για να μιμηθούν μια κβαντική CTC. «Ήταν το ισοδύναμο του να στέλνεις ένα φωτόνιο λίγα νανοδευτερόλεπτα πίσω στον χρόνο και να το βάζεις να προσπαθεί να σκοτώσει τον παλαιότερο εαυτό του», λέει ο Lloyd.
Τώρα, ο Lloyd και οι συνεργάτες του φαντάστηκαν μια νέα εκδοχή του πειράματος, στην οποία κάτι πάει στραβά και η CTC γίνεται θορυβώδης και “τριζοβολά”, σαν χαλασμένη τηλεφωνική γραμμή. Η αξιολόγηση της ικανότητας μετάδοσης ενός θορυβώδους καναλιού είναι συνηθισμένο πρόβλημα στη θεωρία πληροφορίας και, χρησιμοποιώντας αυτό το πλαίσιο, η ομάδα διαπίστωσε ότι, απροσδόκητα, όχι μόνο η επικοινωνία με το παρελθόν παραμένει δυνατή, αλλά λειτουργεί και καλύτερα από μια εξίσου θορυβώδη τηλεφωνική γραμμή που λειτουργεί με τη συμβατική κατεύθυνση του χρόνου.
Η τολμηρή ιδέα ότι ο χρόνος είναι μια ψευδαίσθηση και πώς θα μπορούσαμε να το αποδείξουμε
Το μέλος της ομάδας, Kaiyuan Ji, επίσης από το MIT, λέει ότι η ομάδα εμπνεύστηκε από την κορύφωση του Interstellar. Στο τέλος της ταινίας, προσοχή στο σπόιλερ, ένας αστροναύτης που υποδύεται ο Matthew McConaughey στέλνει μήνυμα στην κόρη του στο παρελθόν, μετακινώντας τους δείκτες στο ρολόι της, χρησιμοποιώντας κάτι που μοιάζει να λειτουργεί σαν CTC. Οι ερευνητές αντιμετώπισαν αυτό το σενάριο ως θορυβώδες κβαντικό κανάλι και υπολόγισαν ότι, σε αντίθεση με τη συμβατική επικοινωνία, ένα μήνυμα που ταξιδεύει προς τα πίσω στον χρόνο θα παρέμενε ευανάγνωστο, επειδή ο αποστολέας μπορεί να χρησιμοποιήσει τις αναμνήσεις του από το παρελθόν. «Ο πατέρας θυμάται πώς η κόρη αποκωδικοποιεί το μελλοντικό μήνυμά του, άρα μπορεί να δώσει οδηγίες στον εαυτό του για τον καλύτερο τρόπο κωδικοποίησης του μηνύματος», λέει ο Ji.
Αν και η αποστολή μηνυμάτων προς τα πίσω στον χρόνο δεν αποτελεί πρακτικό ζήτημα, πιο αποτελεσματικές στρατηγικές επικοινωνίας για θορυβώδεις συσκευές είναι, λέει ο Lloyd. «Κανείς δεν έχει κατασκευάσει μια πραγματική, φυσική κλειστή χρονοειδή καμπύλη, και υπάρχουν λόγοι να πιστεύουμε ότι είναι πολύ δύσκολο να φτιαχτεί μία. Αλλά όλα τα κανάλια έχουν θόρυβο», λέει. Μάλιστα, ο Lloyd υποστηρίζει ότι το νέο αποτέλεσμα θα έπρεπε να είναι σχετικά εύκολο να μετατραπεί σε ένα πείραμα παρόμοιο με την κβαντική CTC του 2010 που δημιουργήθηκε με φωτόνια. Αυτό θα μπορούσε στη συνέχεια να επιτρέψει στην ομάδα να μελετήσει πραγματικούς θορυβώδεις διαύλους και πιθανώς να ανακαλύψει νέους τρόπους χρήσης τους ακόμη και για συμβατική επικοινωνία.
Ο Andreas Winter από το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας στη Γερμανία λέει ότι η νέα εργασία φωτίζει πώς διαφορετικά είδη ανατροφοδότησης, όπως η χρήση της μνήμης από έναν αποστολέα στο μέλλον, μπορούν να ενισχύσουν τα πρωτόκολλα επικοινωνίας, αλλά οι πρακτικές εφαρμογές είναι μάλλον απίθανες. «Όσο γνωρίζουμε, το ταξίδι στον χρόνο ή η αποστολή σημάτων προς τα πίσω στον χρόνο δεν είναι δυνατό στον κόσμο μας. Δεν γνωρίζουμε κανέναν μηχανισμό που θα το καθιστούσε δυνατό», λέει.
Physical Review Letters DOI: 10.1103/znyd-npk5
Λάβετε εβδομαδιαία δόση ανακαλύψεων στο inbox σας. Θα σας κρατάμε επίσης ενήμερους για τις εκδηλώσεις και τις ειδικές προσφορές του New Scientist.
