Ανακαλύψαμε νέο τρόπο αποστολής μηνυμάτων στο προς το παρελθόν
Τι θα γινόταν αν μπορούσατε να στείλετε ένα μήνυμα στο παρελθόν; Οι νόμοι της φυσικής δεν το απαγορεύουν – και στην πραγματικότητα, σε ορισμένες περιπτώσεις, η επικοινωνία προς τα πίσω στο χρόνο μπορεί να είναι ευκολότερη από τη συνήθη κατεύθυνση.
Η πιθανότητα αποστολής μηνύματος στο παρελθόν προκύπτει από ένα συγκεκριμένο είδος λύσης στις εξισώσεις 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 μια τέτοια διαδρομή που επιτρέπεται από τη γενική σχετικότητα ονομάζεται κλειστή χρονοειδής καμπύλη (CTC). Αυτή βλέπει ένα αντικείμενο να ταξιδεύει στο μέλλον πριν επιστρέψει στο παρελθόν και καταλήξει στο παρόν, σχηματίζοντας μια χρονική θηλιά.
Υπάρχει μόνο ένα πρόβλημα: σε κοσμικές κλίμακες, η κατασκευή μιας CTC θα σήμαινε την κάμψη του χωροχρόνου μέχρι να κλείσει στον εαυτό του, κάτι που θα απαιτούσε μια αδύνατα μεγάλη ποσότητα ενέργειας. Αυτό φαίνεται να αποκλείει την αποστολή μηνύματος πίσω στο χρόνο – αλλά η κβαντική διεμπλοκή μπορεί να προσφέρει μια λύση.
Όταν δύο σωματίδια είναι διεμπλεγμένα, η κατάσταση του ενός επηρεάζεται πάντα από την κατάσταση του άλλου, ακόμη και όταν βρίσκονται σε εξαιρετικά μεγάλη απόσταση. Αντί να ερμηνεύεται αυτό ως τα δύο να αποτελούν μέρος μιας πολύ εκτεταμένης κβαντικής κατάστασης, ορισμένοι φυσικοί υποθέτουν ότι η ευαισθησία του ενός σωματιδίου σε ό,τι συμβαίνει στο άλλο προέρχεται από το δεύτερο σωματίδιο που στέλνει μηνύματα προς τα πίσω στο χρόνο στο πρώτο, ειδοποιώντας το πώς να αντιδράσει αργότερα.
Δεν συμφωνούν όλοι με αυτή την ερμηνεία, αλλά το 2010, ο Seth Lloyd στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν διεμπλεγμένα σωματίδια φωτός, ή φωτόνια, για να μιμηθούν μια κβαντική CTC. «Ήταν ισοδύναμο με την αποστολή ενός φωτονίου λίγα νανοδευτερόλεπτα πίσω στο χρόνο, και προσπαθώντας να σκοτώσει τον προηγούμενο εαυτό του», λέει ο Lloyd.
Τώρα, ο Lloyd και οι συνεργάτες του φαντάστηκαν μια νέα έκδοση του πειράματος στην οποία κάτι πάει στραβά και η CTC γίνεται «τσακισμένη» και θορυβώδης, σαν μια ελαττωματική τηλεφωνική γραμμή. Η αξιολόγηση της ικανότητας μετάδοσης ενός θορυβώδους καναλιού είναι ένα κοινό πρόβλημα στη θεωρία πληροφοριών, και χρησιμοποιώντας αυτό το πλαίσιο, η ομάδα διαπίστωσε ότι, παραδόξως, όχι μόνο η επικοινωνία με το παρελθόν είναι ακόμα δυνατή, αλλά στην πραγματικότητα λειτουργεί καλύτερα από μια ισοδύναμη θορυβώδη τηλεφωνική γραμμή που λειτουργεί στην συμβατική κατεύθυνση του χρόνου.
Ο Kaiyuan Ji, επίσης στο MIT, λέει ότι η ομάδα εμπνεύστηκε από την κορύφωση του Interstellar. Στο τέλος της ταινίας (προειδοποίηση spoiler), ένας αστροναύτης που παίζει ο Matthew McConaughey στέλνει ένα μήνυμα στην κόρη του στο παρελθόν, χειραγωγώντας τους δείκτες στο ρολόι της, χρησιμοποιώντας κάτι που μοιάζει να λειτουργεί σαν CTC. Οι ερευνητές αντιμετώπισαν αυτό ως ένα θορυβώδες κβαντικό κανάλι και υπολόγισαν ότι, σε αντίθεση με τη συμβατική μετάδοση μηνυμάτων, ένα μήνυμα που ταξιδεύει πίσω στο χρόνο θα ήταν ακόμα ευανάγνωστο, επειδή ο αποστολέας μπορεί να χρησιμοποιήσει τις αναμνήσεις του από το παρελθόν. «Ο πατέρας θυμάται πώς η κόρη αποκωδικοποιεί το μελλοντικό του μήνυμα, έτσι μπορεί να δώσει στον εαυτό του οδηγίες για τον καλύτερο τρόπο κωδικοποίησης του μηνύματος», λέει ο Ji.
Ενώ η αποστολή μηνυμάτων προς τα πίσω στο χρόνο δεν είναι πρακτικό ζήτημα, οι καλύτερες 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 γίνει μία. Αλλά όλα τα κανάλια είναι θορυβώδη», λέει. Στην πραγματικότητα, ο Lloyd λέει ότι το νέο αποτέλεσμα θα πρέπει να μετατραπεί εύκολα σε ένα πείραμα παρόμοιο με την κβαντική CTC του 2010 που έγινε με φωτόνια. Αυτό θα μπορούσε στη συνέχεια να επιτρέψει στην ομάδα να διερευνήσει πραγματικά θορυβώδη κανάλια και πιθανώς να ανακαλύψει νέους τρόπους χρήσης τους ακόμη και για συμβατική επικοινωνία.
Ο Andreas Winter στο Πανεπιστήμιο της Κολωνίας στη Γερμανία λέει ότι η νέα εργασία διαφωτίζει πώς διαφορετικά είδη ανατροφοδότησης, όπως η μνήμη που χρησιμοποιεί ένας αποστολέας στο μέλλον, μπορούν να ενισχύσουν τα πρωτόκολλα επικοινωνίας, αλλά οι πρακτικές εφαρμογές είναι μάλλον απίθανες. «Όσο γνωρίζουμε, το ταξίδι στο χρόνο ή η μετάδοση σημάτων πίσω στο χρόνο δεν είναι δυνατή στον κόσμο μας. Δεν γνωρίζουμε κανέναν μηχανισμό που θα το καθιστούσε δυνατό», λέει.