|
Доказана теоретическая возможность квантовой передачи информации в прошлое
|
Американские физики продемонстрировали теоретическую возможность передачи информации из будущего в прошлое по квантовым каналам связи, что ставит под сомнение часть теорий, описывающих внутреннее устройство и эволюцию черных дыр и связывающие их испарение с феноменом квантовой телепортации. Об этом говорится в исследовании, опубликованном в научном журнале Physical Review Letters.
«Одно из интересных следствий этого открытия связано с теориями, описывающими испарение черных дыр. В соответствии с одной из популярных гипотез данный процесс может протекать в результате особой формы квантовой телепортации, что позволяет примирить квантовую механику и общую теорию относительности. Мы показали, что у этого процесса есть серьезные информационно-теоретические ограничения», — сообщили ученые.
К такому выводу пришла группа физиков-теоретиков под руководством доцента Корнеллского университета (США) Марка Уайлда при анализе того, как могут работать и какой тип информации можно передавать через так называемые замкнутые времениподобные кривые. Так физики и математики называют особые каналы в структуре пространства-времени, при движении через которые объект возвращается в исходную точку не только в пространстве, но и во времени.
Подобные конструкции допускаются теорией относительности Эйнштейна, что порождает возможность путешествий назад во времени. Многие физики при этом предполагают, что подобные петли в пространстве времени не могут существовать на практике из-за того, что это приведет к появлению неразрешимых парадоксов, противоречащих текущим представлениям о природе мироздания. Другие ученые при этом предполагают, что эти противоречия можно разрешить при помощи квантовой механики.
Физики показали, что подобные квантовые временные петли можно использовать для передачи информации в прошлое, даже если эти каналы порождают существенные помехи, способные исказить часть передаваемых данных. Проведенные физиками расчеты показывают, что примерно те же процедуры, которые сейчас используются в опытах для телепортации квантовых состояний частиц на большие расстояния, можно также применять и для передачи информации назад во времени при помощи долгоживущих квантовых ячеек памяти.
«Наглядный пример подобной передачи информации можно увидеть в фильме “Интерстеллар”, в концовке которого его главный герой обнаружил, что он может передавать сообщения в прошлое опосредованным образом — через книжный шкаф и узоры из пыли на полу комнаты его дочери. Мы показали, что информацию действительно можно передать из будущего в прошлое при помощи квантовых каналов связи и квантовой памяти, и подобрали оптимальную стратегию подобной передачи», — подытожили ученые.
Об испарении черных дыр
Долгое время ученые считали, что поглощенная черными дырами материя и информация остается заточенной внутри них навечно, однако в 1975 году известный британский космолог Стивен Хокинг показал, что как минимум некоторые черные дыры должны постепенно испаряться благодаря квантовым эффектам у их горизонта событий. В результате этого будет возникать поток частиц высоких энергий, чье существование пока несовместимо и с теорией информации, и с квантовой механикой.
Физики усомнились в существовании прошлого и будущего как частей реальности
По мнению авторов, «блочная вселенная» — не физическая реальность, а математический артефакт теории, а движение во времени является не иллюзией сознания, а фундаментальным свойством мироздания. Работа опубликована в журнале New Scientist.
Концепция «блочной вселенной», или этернализма, вытекает из специальной теории относительности Эйнштейна: поскольку у разных наблюдателей нет единого «сейчас», физики нередко заключают, что все моменты времени равно реальны. Прошлое не исчезает, будущее не наступает — они просто «уже есть» в четырехмерном пространстве-времени, и субъективное ощущение течения времени сводится к нейронному феномену, не отражающему физическую реальность.
Авторы нового анализа указывают, что этот вывод смешивает математическую модель с онтологией. Из симметричности уравнений по времени не следует, что прошлое и будущее физически существуют наравне с настоящим. Согласно альтернативной концепции — презентизму, — реально только настоящее, а ход времени является объективным свойством природы, а не конструктом восприятия. Эту позицию разделяет ряд квантовых гравитационистов.
Дополнительным аргументом против «блока» служит термодинамическая стрела времени: энтропия неизменно растет в одном направлении, создавая физическую асимметрию между прошлым и будущим, которую невозможно объяснить, если оба они в равной мере реальны.
Дискуссия обрела новое измерение в контексте квантовой гравитации, где само пространство-время оказывается производным, а не базовым. В петлевой квантовой гравитации непрерывный поток времени — не иллюзия, а первичная структура реальности, из которой пространство-время возникает как приближение при больших масштабах. Если это так, то вопрос об «онтологическом статусе прошлого» оказывается принципиальным не только для философии, но и для физики будущего.
Авторы подчеркнули, что их анализ не претендует на окончательное опровержение этернализма — теория относительности сохраняет свои предсказательные возможности. Речь идет о принципиально другом вопросе: правомерно ли интерпретировать математическую модель как прямое описание онтологической структуры мироздания, или же физика нуждается в более осторожном языке при обсуждении природы времени.
