Znanstvenici simulirali putovanje kroz vrijeme s fotonima

Prostorno-vremenska struktura sa zatvorenom stazom u prostoru (vodoravno) i vremenu (okomito). Kvantna čestica putuje crvotočinom kroz vrijeme unatrag i vraća se na isto mjesto u prostoru i vremenu

Prostorno-vremenska struktura sa zatvorenom stazom u prostoru (vodoravno) i vremenu (okomito). Kvantna čestica putuje crvotočinom kroz vrijeme unatrag i vraća se na isto mjesto u prostoru i vremenu

Znanstvenici su simulirali putovanje kroz vrijeme na koje su poslali čestice svjetlosti koje oponašaju kvantne čestice, a zatim ih vratili na početnu vremensko-prostornu lokaciju. To je velik korak u ujedinjavanju dviju teško pomirljivih teorija fizike.

S obzirom na to da bi morali putovati do crne rupe kako bi promatrali hoće li se neki objekt savijati, raspasti ili se vratiti, što je nemoguće, znanstvenici su odlučili pronaći točku konvergencije između teorije opće relativnosti i kvantne mehanike u laboratorijskim uvjetima, i u tome su uspjeli.

Australski istraživači sa Sveučilišta Queensland (UQ) željeli su povezati ono što je u raskoraku između dvije najprihvaćenije teorije fizike, što nije lak zadatak. S jedne strane, imate Einsteinovu teoriju opće relativnosti koja predviđa ponašanje masivnih objekata poput planeta i galaksija, a s druge strane teoriju čiji se zakoni u potpunosti sudaraju s Einsteinovom – teoriju kvantne mehanike koja naš svijet opisuje na molekularnoj razini. I upravo to je mjesto gdje stvari postaju zanimljive: još uvijek nemamo konkretan pojam o svim načelima kretanja i interakcije koji podupiru tu teoriju.

Prirodni zakoni vremena i prostora tu jednostavno prestaju vrijediti.

Svjetlosne čestice korištene u istraživanju, poznate kao fotoni, igrale su ulogu stvarnih kvantnih čestica u svrhu otkrivanja načina na koji se one kreću kroz prostor i vrijeme.

Tim je simulirao ponašanje jednog fotona koji putuje vremenom kroz crvotočinu i susreće identičan foton koji je zapravo stariji on. „Kako bismo to napravili, koristili smo jedan foton, ali putovanje kroz vrijeme simulirano je drugim fotonom koji je igrao ulogu posljednje ‘inkarnacije’ fotona koji putuje kroz vrijeme”, rekao je profesor fizike s UQ, Tim Ralph.
Rezultati su objavljeni u časopisu Nature Communications i dobili su potporu ključnih institucija koje se bave kvantnom fizikom.

Jedan od najvažnijih primjera zašto su te dvije teorije nepomirljive je tzv. prostorno-vremenska petlja. Einstein je iznio pretpostavku da možemo putovati natrag kroz vrijeme i vratiti se na početnu točku u prostoru i vremenu. To je iznjedrilo problem poznat kao „paradoks djeda”, o čemu je teoretizirao Kurt Godel 1949. godine – ako putujete natrag kroz vrijeme i spriječite susret vaše bake i djeda, te tako spriječite vlastito rođenje, klasični zakoni fizike to će podržati.

Ali Tim Ralph podsjeća na otkrića iz 1991. i tvrdi da bi takva situacija mogla biti spriječena primjenom „fleksibilnih zakona” kvantne mehanike. „Svojstva kvantnih čestica nejasna su i nesigurna, a ovo im daje dovoljno prostora za manevar izbjegavanja nedosljednih situacija pri putovanju kroz vrijeme”, izjavio je Ralph.

Znanost ima još prostora za testiranje točki u kojima se dodiruju teorija opće relativnosti i kvantna mehanika, poput testiranja relativnosti u ekstremnim uvjetima pri kojima se njeni zakoni očito iskrivljuju baš kao na horizontu događaja koji okružuje crnu rupu.

No budući da im zaista nije lako prići, UQ znanstvenici zadovoljni su laboratorijskim testiranjem točaka približavanja fotona.
„Naša studija pruža uvid gdje i kako se priroda može ponašati drugačije od onog što predviđaju teorije”, rekao je profesor Ralph.

Izvor: RT

 

Leave a Comment