時間旅行模擬可以解決不可能的問題
大多數(shù)人感受到時間的流逝都是單向的,不可逆轉的。但對于理論量子物理學家來說,時間的方向并不那么僵硬。在理論上,我們可以模擬、觀察和觀察時間的逆流,這在現(xiàn)實世界是無法實現(xiàn)的。
現(xiàn)在,科學家們證明,反向時間旅行的模擬可以幫助解決無法用正常物理學方法解決的物理問題。
由劍橋大學物理學家大衛(wèi)·阿維德森-舒克爾領導的一個物理學家團隊進行了一項實驗,其中輸入狀態(tài)可以通過模擬時間的反向循環(huán)來改變,從而使他們能夠在設置參數(shù)之后改變這些參數(shù)。
當然,這些循環(huán)純粹是假設性的,但可以使用量子糾纏粒子創(chuàng)建的量子傳輸電路來模擬,以數(shù)學方式解決問題。
“想象一下,你想給某人送個禮物:你需要在第一天發(fā)送它,以確保它在第三天到達,”阿維德森-舒克爾解釋說。“然而,你只在第二天收到這個人的愿望清單。所以,在這種尊重時間順序的情況下,你無法提前知道他們會想要什么禮物,并確保你送對了。
“現(xiàn)在想象一下,你可以根據(jù)第二天收到的愿望清單改變你在第一天發(fā)送的東西。我們的模擬使用量子糾纏操縱來展示如何在改變之前的動作,以確保最終結果是你想要的?!?/p>
量子糾纏是一種狀態(tài),其中兩個粒子的屬性在被測量之前變得相關。測量一個粒子的屬性會立即確定另一個粒子的補充狀態(tài),無論它們之間有多遠。
科學家們甚至能夠影響一個粒子的屬性,并同時觀察另一個粒子的變化,即使它們之間有很大的距離。這就是量子傳輸。
該團隊的工作利用糾纏粒子不僅可以將信息傳輸?shù)轿锢砜臻g中,還可以將其向后傳輸?shù)綍r間。
“在我們的提議中,一個實驗者糾纏了兩個粒子,”國家標準與技術研究所(NIST)和馬里蘭大學的物理學家妮可·楊格·哈爾珀恩說。
“然后,第一個粒子被發(fā)送用于實驗。在獲得新信息后,實驗者操縱第二個粒子,有效地改變第一個粒子的過去狀態(tài),改變實驗的結果。”
這種時間閉環(huán)的性質(zhì)也不是那種讓任何人可以回到過去的,依靠概率條件稱為后選的限制,這些限制基于設置事件。
團隊并沒有提出這種循環(huán)的存在論點。他們說,量子理論允許模擬這些循環(huán),因此糾纏可以利用。
他們的計算表明,時間循環(huán)只能成功利用25%的時間;但這意味著它可以在真實的實驗中進行測試。
這個實驗尚未進行,但可以通過糾纏大量光子(光子量子)并使用時間旅行模擬來改變它們被發(fā)送到特殊相機的狀態(tài),該相機只設計用于檢測具有更新信息的光子。
檢測到這些光子意味著模擬已經(jīng)成功。
“我們需要使用濾波器來使我們的實驗工作,這實際上是相當令人放心的。如果我們的時間旅行模擬每次都成功,那么世界將變得非常奇怪。相對論和我們正在建立宇宙理解的所有理論都將突然失效,”阿維德森-舒克爾說。
“我們并不提議建造一臺時間旅行機,而是深入探討量子力學的基礎。這些模擬不能讓你回到過去改變你的過去,但它們可以通過今天解決昨天的問題來創(chuàng)造一個更好的明天?!?/p>