Framtiden kan ändra dåtiden

Framtiden kan ändra dåtiden

I vår värld går tiden kronologiskt och i dag kommer före i morgon. Men i partiklarnas värld kan nutid, dåtid och framtid kanske existera sida vid sida, och partiklar kan färdas obehindrat fram och tillbaka. Idén kan lösa fysikens största utmaning: att förena kvantmekanik och Einsteins relativitetsteori.

Shutterstock

Vi vet att händelser sker i kronologisk ordning i vår värld, där dåtiden ­påverkar nutiden och nutiden har betydelse för framtiden.

Men föreställ dig att du kör omkull på cykeln i morgon och bryter benet – och redan i dag kanske du får sitta med benet gipsat.

Kanske är det just så här det hänger ihop i den så kallade kvantmekaniken, en gren av fysiken som handlar om fysik på atom- och partikelnivå.

Enligt en ny kvantteori kan atomära partiklar som elektroner och fotoner röra sig obehindrat fram och tillbaka i tiden och påverka fysiska tillstånd.

Partiklar hör ihop på avstånd

Teorin bygger på en ny tolkning av världens mest förunderliga typ av experiment, där partiklar sammanflätas.

När två elektroner kolliderar i experimentet sammanflätas deras kvanttillstånd – de blir oupplösligt förbundna så att deras tillstånd koordineras. Sammanflätningen upprätthålls även om elektronerna är kilometer ifrån varandra.

Innan forskarna mäter elektronernas spinn roterar partiklarna både med- och moturs. Spinnet fastställs först när själva mätningen görs.

Och exakt i det ögonblicket när mätningen visar att en av elektronerna roterar moturs väljer den andra alltid motsatt spinn, trots att de omöjligt kan hinna kommunicera med varandra via signaler – även i ljusets hastighet

Bohr och Einstein diskuterar

Fysikernas traditionella förklaring på fenomenet härstammar från den danska fysikern Niels Bohr, kvantmekanikens fader.

Bohr var övertygad om att sammanflätade elektroner är ett gemensamt system där partiklarna hör ihop tvärs över tid och rum och kan koordinera med varandra trots att de är för långt ifrån varandra för att utbyta signaler. Fenomenet kallas icke-lokalitet.

På 1930-talet hade Bohr många intensiva debatter med Albert Einstein, som inte atomära partiklar är lika verkliga som biljardbollar och inte var imponerad av kvantmekanikens obestämdhet.

Einstein menade att atomära partiklar är lika verkliga som biljardbollar och inte påverkas av mätningar av dem. Han var övertygad om att en partikel alltid har ett visst tillstånd, även om vi inte känner till det innan vi mäter det.

”Gud spelar inte tärning”, sa fysikern om partiklarnas dubbla tillstånd i kvantmekaniken.

Einstein trodde inte heller på förklaringen av partiklarnas koordinering, som han kallade ”spöklik verkan över stora avstånd”.

Det strider mot hans speciella relativitetsteori, som fastslår att inget kan röra sig snabbare än ljusets hastighet, inte heller koordinering mellan två partiklar. Einstein menade i stället att en fysisk process måste startas av en lokal orsak – så kallad lokalitet.

Nya försök avgör striden – eller...

Diskussionen mellan de två avgjordes inte förrän 1982, då den franske fysikern Alain Aspect gjorde ett experiment som gav stöd åt Niels Bohrs förklaring.

Aspect skickade två sammanflätade partiklar till var sin detektor så långt ifrån varandra att partiklarna inte kunde utväxla signaler i mätögonblicket.

Hans försök visade att partiklarna var koordinerade, som den icke-lokala kvantmekaniken säger. Sedan dess har många liknande experiment uppvisat samma icke-lokala resultat.

Därmed tycktes diskussionen mellan Bohr och Einstein vara avgjord.

Men bara tills fysikerna Matthew Leifer på Chapman University i USA och Matthew Pusey på Perimeter Institute for Theoretical Physics i Kanada 2018 lade fram sin nya teori om så kallad retrokausalitet – en teori som slutgiltigt kunde förena Bohrs kvant-mekanik med Einsteins relativitetsteori.

Läs också:

Cygnus X-1
Svarta hål

Hur uppstod idén om svarta hål?

0 minutter
Rymdresor

Fråga oss: Blir du yngre av att resa i rymden?

0 minutter
Naturen

Vad är ljusförorening?

0 minutter
Mest populära

Logga in

Fel: Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
VisaDölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!