Ідея передавати сигнали у минуле довгі роки залишалася виключно фантастикою з фільмів та книжок. Але тепер фізики все серйозніше говорять про те, що деякі механізми сучасної квантової теорії теоретично можуть дозволити подібне.
Одним із головних натхнень для нових досліджень став культовий фільм Interstellar, у якому герой Метью Макконахі надсилав повідомлення своїй доньці крізь час за допомогою гравітаційних аномалій. Те, що ще недавно здавалося чистою фантастикою, сьогодні вже намагаються пояснити мовою сучасної фізики.
У стрічці колишній пілот NASA Джозеф Купер вирушає через червоточину у далекий космос. Через ефект уповільнення часу для нього проходять лише години, тоді як на Землі минають роки. Згодом герой опиняється всередині загадкового «тессеракта» — багатовимірного простору, де може впливати на гравітацію в різні моменти часу.
Саме звідти він і передає сигнали своїй доньці Мерф у минуле, створюючи дивні візерунки з пилу в її кімнаті. Наприкінці фільму з’ясовується, що таємничим «привидом» весь час був сам Купер. І хоча це художня вигадка, деякі науковці вважають, що певні елементи такого сценарію не суперечать законам фізики.
Однією з головних концепцій тут є так звана «замкнена часоподібна крива». У рамках загальної теорії відносності вона описує ситуацію, коли траєкторія об’єкта у просторі-часі може повернути його у власне минуле.
Інший варіант пов’язаний із квантовою заплутаністю — дивним явищем, коли дві частинки залишаються пов’язаними незалежно від відстані між ними. Зміна стану однієї миттєво впливає на іншу. Деякі фізики навіть припускають, що така «надчутливість» частинок може бути пов’язана з передачею інформації назад у часі.
Саме цю ідею вирішила дослідити команда вчених із Massachusetts Institute of Technology на чолі з фізиком Seth Lloyd.
Раніше дослідникам уже вдалося створити своєрідну симуляцію часової петлі за допомогою квантово заплутаних фотонів. Один із них фактично «відправляли» на кілька наносекунд у минуле. Тепер команда вирішила перевірити, чи можна через таку систему передавати повідомлення.
Результати виявилися дуже несподіваними. Вчені дійшли висновку, що у квантовому каналі з шумами — тобто з перешкодами, схожими на статичні шуми у телефоні — надсилати інформацію у минуле може бути навіть простіше, ніж у майбутнє.
На думку дослідників, ключову роль тут відіграє пам’ять та замкнений часовий цикл. У випадку з Купером він зміг передати доньці правильні сигнали лише тому, що вже пам’ятав, як вона їх розшифрувала у його минулому. Фактично інформація рухається по колу, де причина і наслідок частково переплітаються.
Втім, це поки що лише теоретична модель. Для створення справжньої часової петлі знадобилася б неймовірна кількість енергії, а сама концепція породжує безліч парадоксів — наприклад порушення причинно-наслідкових зв’язків.
Попри це, фізики не збираються зупинятися. Наступним етапом стане експеримент із фотонами, який допоможе зрозуміти, як поводиться інформація в умовах «шумної» часової петлі.
І хоча до реальних повідомлень у минуле людству ще дуже далеко, сучасна квантова фізика дедалі частіше показує: деякі ідеї зі старої наукової фантастики можуть виявитися не такими вже й неможливими. Джерело