Άρθρο του Arjun Walia
Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η έννοια του χρόνου είναι ένα θέμα που προκαλεί σύγχυση, η οποία γίνεται ακόμα μεγαλύτερη όσο περισσότερο προσπαθούμε να ανακαλύψουμε τα μυστικά της. Οι φυσικοί εξετάζουν τη λειτουργία του χρόνου εδώ και δεκαετίες και τα αποτελέσματα που έχουν δημοσιευτεί οδηγούν το λιγότερο σε μια αλλαγή του τρόπου σκέψης και δείχνουν ότι ο χρόνος ίσως να μην υπάρχει όπως πιστεύουμε.
Advertisment
Ένα νέο έγγραφο με τίτλο «Time crystals from minimum time uncertainty» που αναθεωρήθηκε προσφάτως και αναδημοσιεύτηκε στο περιοδικό «European Physical Journal» αποτελεί ένα μόνο παράδειγμα της εκπληκτικής έρευνας που διεξάγεται για το θέμα αυτό. Εκεί οι ερευνητές δήλωσαν ότι το συντομότερο ουσιαστικό φυσικό χρονικό διάστημα ίσως είναι οι πολλαπλές κλίμακες μεγέθους που είναι μεγαλύτερες από τον χρόνο Planck. Ο χρόνος Planck αναφέρεται στον χρόνο που χρειάζεται το φως για να ταξιδέψει στο κενό, το οποίο έχει απόσταση 1 μήκος Planck. Η μονάδα πήρε το όνομά της από τον Max Planck, ο οποίος ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε τη συγκεκριμένη θεωρία.
Ένας από τους ερευνητές που συμμετέχουν στη μελέτη στο Πανεπιστήμιο του Βατερλώ, ο Nur Faisal, δήλωσε στην ιστοσελίδα phys.org ότι ίσως το ελάχιστο χρονικό διάστημα που υπάρχει στο Σύμπαν στην πραγματικότητα να είναι πολύ μεγαλύτερο από τον χρόνο Planck. Είπε επίσης ότι αυτό μπορεί να «ελεγχθεί άμεσα πειραματικά».
Κανένα πείραμα δεν έχει φτάσει ποτέ στο σημείο να εξετάσει τον χρόνο Planck άμεσα, διότι είναι πολύ σύντομος. Παρ’ όλα αυτά, όπως επισημαίνεται στην ιστοσελίδα phys.org, υπάρχουν αρκετές θεωρητικές αποδείξεις για την ύπαρξη του χρόνου Planck. Ο Faisal εξηγεί: «Στην έρευνά μας, θεωρούμε ότι ο χρόνος είναι διακριτός στη Φύση και έχουμε επίσης προτείνει διάφορους τρόπους για να δοκιμάσουμε πειραματικά αυτή τη θεωρία».
Advertisment
Πώς οι ερευνητές κατάλαβαν ότι ο χρόνος ίσως είναι πολύ μεγαλύτερος από τον χρόνο Planck; Μέτρησαν το ποσοστό αυθόρμητης εκπομπής ενός ατόμου του υδρογόνου: Η τροποποιημένη κβαντομηχανική εξίσωση προβλέπει ένα ελαφρώς διαφορετικό ρυθμό αυθόρμητης εκπομπής από εκείνη που προβλέπεται από τη μη τροποποιημένη εξίσωση μέσα σε ένα εύρος αβεβαιότητας. Τα προτεινόμενα αποτελέσματα μπορούν επίσης να παρατηρηθούν στα ποσοστά διάσπασης των σωματιδίων και των ασταθών πυρήνων. Οι ερευνητές αναφέρουν επίσης ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να αλλάξουν τις βασικές εξισώσεις της Κβαντομηχανικής και να τροποποιήσουν ακόμα και τον ίδιο τον ορισμό του χρόνου όπως τον γνωρίζουμε σήμερα.
Η ψευδαίσθηση της πραγματικότητας
Σύμφωνα με τους κανόνες της Κβαντικής Μηχανικής, οι παρατηρήσεις μας και «οι παράγοντες που σχετίζονται με τη συνειδητότητα», όπως κάποιοι επιστήμονες θέλουν να τους ονομάζουν, επηρεάζουν το Σύμπαν στα πιο θεμελιώδη επίπεδα. Όταν οι φυσικοί επιστήμονες παρατηρούν την πραγματικότητα στις μικρότερες κλίμακες, γίνεται σαφές ότι η συμπεριφορά ενός ατόμου εξαρτάται από τις παρατηρήσεις του φυσικού επιστήμονα.
«Θεωρώ τη συνειδητότητα θεμελιώδη έννοια. Θεωρώ ότι η ύλη παράγεται από τη συνειδητότητα. Δεν μπορούμε να παραβλέψουμε τη συνειδητότητα. Οτιδήποτε για το οποίο μιλάμε, όλα αυτά που θεωρούμε ότι υπάρχουν, προϋποθέτουν τη συνειδητότητα (Max Planck). Σύμφωνα με το πείραμα, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η αντίληψή μας για τον χρόνο σαν κάτι που ρέει συνεχώς αποτελεί απλώς μια ψευδαίσθηση.
Ο Faizal εξηγεί: «Το φυσικό σύμπαν στην πραγματικότητα μοιάζει με μια εικόνα ταινίας/κίνησης όπου μια σειρά από στατικές εικόνες οι οποίες εμφανίζονται στην οθόνη δημιουργεί την ψευδαίσθηση των κινούμενων εικόνων. Έτσι, αν η άποψη αυτή ληφθεί σοβαρά υπόψη, τότε η συνειδητή αντίληψη που έχουμε ότι η φυσική πραγματικότητα βασίζεται στη συνεχή κίνηση γίνεται μια ψευδαίσθηση που παράγεται από μια διακριτή υποκείμενη μαθηματική δομή. Η πρόταση αυτή κάνει την πραγματικότητα πλατωνική. Ωστόσο, σε αντίθεση με άλλες θεωρίες που αφορούν τον πλατωνικό ιδεαλισμό, η πρότασή μας μπορεί να δοκιμαστεί πειραματικά και όχι μόνο να υποστηριχθεί φιλοσοφικά».
Ο Faizal αναφέρεται στην ιδέα του Πλάτωνα σύμφωνα με την οποία η πραγματικότητα υπάρχει ανεξαρτήτως από τις αισθήσεις μας. Μήπως η πραγματική σύσταση όσων αντιλαμβανόμαστε ως πραγματικότητα είναι πέρα από την ικανότητά μας να αντιλαμβανόμαστε;
Το πείραμα της κβαντικής εξάλειψης μεταγενέστερης επιλογής
Το συγκεκριμένο πείραμα απεικονίζει τον τρόπο που οτιδήποτε συμβαίνει στην παρόν μπορεί να αλλάξει οτιδήποτε συνέβη στο παρελθόν. Δείχνει επίσης τον τρόπο που ο χρόνος μπορεί να πάει προς τα πίσω, πώς μπορεί να αντιστραφεί η αιτία και αποτέλεσμα και πώς το μέλλον προκάλεσε το παρελθόν.
Για να κατανοήσουμε το πείραμα, θα πρέπει να κατανοήσουμε το πείραμα της διπλής σχισμής, το οποίο χρησιμοποιείται για να δείξει τον τρόπο που οι παράγοντες που σχετίζονται με τη συνειδητότητα δημιουργούν διαφορετικές συμπεριφορές σε ένα άτομο, όπως αναφέρθηκε πρωτύτερα.
Σε αυτό το πείραμα, μικροσκοπικά κομμάτια της ύλης (φωτόνια, ηλεκτρόνια ή οποιοδήποτε αντικείμενο μεγέθους ενός ατόμου) κατευθύνονται προς μια οθόνη που έχει 2 σχισμές. Από την άλλη πλευρά της οθόνης μια βιντεοκάμερα υψηλής τεχνολογίας καταγράφει την πορεία κάθε φωτονίου. Όταν οι επιστήμονες κλείνουν τη μία σχισμή, η κάμερα καταγράφει μια αναμενόμενη πορεία, όπως φαίνεται και στο παρακάτω βίντεο. Όταν όμως ανοίγουν οι 2 σχισμές, προκύπτει ένα «μοτίβο παρέμβασης» κι αρχίζουν να δρουν σαν κύματα.
Αυτό δεν σημαίνει ότι τα άτομα παρατηρούνται ως κύματα (παρ’ όλο που προσφάτως παρατηρήθηκαν με τη μορφή κύματος), αλλά περισσότερο ότι το κάθε φωτόνιο περνά ξεχωριστά ανάμεσα από τις 2 σχισμές συγχρόνως και παρεμβαίνει με τον εαυτό του, αλλά επίσης περνά μέσα και από τη μία και από την άλλη σχισμή. Επιπλέον, δεν περνά μέσα από καμιά σχισμή. Ένα ατομικό τμήμα της ύλης μετατρέπεται σε «κύμα» δυνατοτήτων εκφράζοντας τον ίδιο του τον εαυτό με τη μορφή πολλαπλών δυνατοτήτων και αυτός είναι ο λόγος που προκύπτει το μοτίβο παρέμβασης.
Πώς μπορεί ένα άτομο της ύλης να εκφραστεί με τόσες πολλές καταστάσεις χωρίς να διαθέτει φυσικές ιδιότητες μέχρι να «μετρηθεί» ή να «παρατηρηθεί»; Επιπλέον, πώς επιλέγει την πορεία που πρέπει να ακολουθήσει μέσα από πολλαπλές επιλογές;
Στη συνέχεια, όταν ο παρατηρητής αποφασίζει να μετρήσει και να εξετάσει από ποιά σχισμή περνά το άτομο, το «κύμα» των πιθανών διαδρομών καταρρέει και ακολουθεί μία μόνο διαδρομή. Το σωματίδιο ξεκινά από το να γίνει ξανά ένα «κύμα» δυνατοτήτων και καταλήγει σε ένα σωματίδιο που ακολουθεί μία μόνο διαδρομή. Το σωματίδιο συμπεριφέρεται σαν να γνωρίζει ότι παρακολουθείται. Ο παρατηρητής έχει κάποιο είδος επίδρασης στη συμπεριφορά του σωματιδίου.
Πολλά πειράματα έχουν δείξει ότι οι παράγοντες που σχετίζονται με τη συνειδητότητα σχετίζονται «ιδιαιτέρως» με προβλέψιμους τρόπους με τις τροποποιήσεις στο πείραμα της διπλής σχισμής.
«Σύμφωνα με τους νόμους της Κβαντικής Μηχανικής που ορίζουν τις υποατομικές σχέσεις, αυτή η κβαντική αβεβαιότητα ορίζεται ως η ικανότητα ενός σωματιδίου, όπως ένα ηλεκτρόνιο, να υπάρχει σε μια ασαφή κατάσταση δυνατοτήτων – δηλαδή να βρίσκεται παντού ή πουθενά – μέχρι να αποκτήσει ουσία μέσω ενός εργαστηριακού ανιχνευτή ή ενός παρατηρητή». – New York Times
Σύμφωνα με τον φυσικό Andrew Truscott, επικεφαλής ερευνητή σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας, το πείραμα δείχνει ότι «η πραγματικότητα δεν υφίσταται, εκτός κι αν την παρατηρήσουμε». Θεωρεί ότι ζούμε σε ένα ολογραφικό Σύμπαν.
Πώς λοιπόν όλες αυτές οι πληροφορίες σχετίζονται με την έννοια του χρόνου; Ακριβώς όπως το πείραμα της διπλής σχισμής δείχνει τον τρόπο που οι παράγοντες που συνδέονται με τη συνειδητότητα αλλάζουν τη λειτουργία του κβαντικού κύματος (ένα τμήμα της ύλης που υπάρχει σε πολλαπλές πιθανές καταστάσεις) σε ένα ατομικό τμήμα ύλης με καθορισμένες φυσικές ιδιότητες (δεν είναι πλέον κύμα, διότι όλες αυτές οι πιθανές καταστάσεις κατέληξαν σε μία μόνο), έτσι και το πείραμα της κβαντικής εξάλειψης μεταγενέστερης επιλογής απεικονίζει τον τρόπο που οτιδήποτε συμβαίνει στο παρόν μπορεί να αλλάξει ό,τι συνέβη στο παρελθόν.
Δείχνει επίσης τον τρόπο που ο χρόνος μπορεί να πάει προς τα πίσω, πώς μπορεί να αντιστραφεί η αιτία και το αποτέλεσμα και πώς το μέλλον προκάλεσε το παρελθόν. Όπως το κβαντικό πείραμα της διπλής σχισμής, έτσι και το πείραμα της κβαντικής εξάλειψης μεταγενέστερης επιλογής έχει αποδειχτεί και επαναληφθεί ξανά και ξανά. Για παράδειγμα, φυσικοί επιστήμονες στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας διεξήγαγαν το πείραμα της κβαντικής εξάλειψης μεταγενέστερης επιλογής John Wheeler. Τα συμπεράσματά τους δημοσιεύτηκαν προσφάτως στο περιοδικό «Nature Physics».
Το 2007 (περιοδικό «Science» 315, 966, 2007) επιστήμονες από τη Γαλλία τοποθέτησαν φωτόνια σε μια συσκευή και απέδειξαν ότι οι ενέργειές τους μπορούσαν να αλλάξουν αναδρομικά κάτι το οποίο είχε ήδη συμβεί. Ο Asher Peres, πρωτοπόρος στη θεωρία κβαντικών πληροφοριών, αναφέρει αναλυτικά: «Αν επιχειρήσουμε να αποδώσουμε μια αντικειμενική έννοια στην κβαντική κατάσταση ενός ατομικού συστήματος, προκύπτουν παράδοξα φαινόμενα: τα κβαντικά φαινόμενα μιμούνται όχι μόνο τη στιγμιαία δράση από απόσταση, αλλά, όπως φαίνεται, επηρεάζουν τις μελλοντικές δράσεις που αφορούν γεγονότα του παρελθόντος ακόμη και αφού αυτά τα γεγονότα έχουν καταγραφεί αμετάκλητα».
Η συγκεκριμένη ιδέα για πρώτη φορά ήρθε στο προσκήνιο από τον John Wheeler το 1978 και αυτός είναι ο λόγος που το άρθρο μας θα τελειώσει με την εξήγηση του πειράματος της κβαντικής εξάλειψης μεταγενέστερης επιλογής. Ο John Wheeler πίστευε ότι το πείραμα εξηγείται καλύτερα σε κοσμική κλίμακα.
Εξήγηση κοσμικής κλίμακας
Φανταστείτε 1 φωτόνιο το οποίο εξέπεμψε ένα αστέρι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια να κινείται με κατεύθυνση τον πλανήτη Γη. Ανάμεσά τους υπάρχει ο γαλαξίας. Ως αποτέλεσμα του φαινομένου που είναι γνωστό ως «βαρυτικός εστιασμός», το φωτόνιο θα πρέπει να κάνει καμπύλη γύρω από τον γαλαξία με στόχο να φτάσει στη Γη, γι’ αυτό πρέπει να ακολουθήσει τη μία από τις δύο διαδρομές: είτε αριστερά είτε δεξιά. Δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, αν κάποιος αποφασίσει να δημιουργήσει μια συσκευή για να «συλλάβει» το φωτόνιο, η διάταξη που θα προκύψει (όπως εξηγήθηκε παραπάνω στο πείραμα της διπλής σχισμής) θα είναι ένα μοτίβο παρέμβασης. Αυτό αποδεικνύει ότι το φωτόνιο κινήθηκε προς τη μία κατεύθυνση και στη συνέχεια κινήθηκε προς την άλλη.
Επίσης, κάποιος θα μπορούσε να αποφασίσει να παρατηρήσει το εισερχόμενο φωτόνιο τοποθετώντας ένα τηλεσκόπιο στις 2 πλευρές του γαλαξία προκειμένου να καθορίσει ποιά κατεύθυνση ακολούθησε για να φτάσει στη Γη. Η ίδια η πράξη της μέτρησης ή της παρατήρησης από ποιά πλευρά έρχεται το φωτόνιο σημαίνει ότι μπορεί να έρθει μόνο από τη μία. Η διαδρομή δεν θα αποτελεί πλέον ένα μοτίβο παρέμβασης που αντιπροσωπεύει πολλαπλές δυνατότητές, αλλά ένα μοναδικό μοτίβο που θα δείχνει «μία» και μόνο διαδρομή.
Τι ακριβώς σημαίνει αυτό; Σημαίνει πως ο τρόπος που επιλέγουμε να μετρήσουμε το παρόν επηρεάζει την κατεύθυνση που ακολούθησε το φωτόνιο δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Η επιλογή μας την παρούσα στιγμή επηρέασε αυτό που είχε ήδη συμβεί στο παρελθόν. Αυτό δεν έχει απολύτως κανένα νόημα, γεγονός που αποτελεί ένα συνηθισμένο πρόβλημα για την Κβαντική Φυσική. Ανεξαρτήτως από την ικανότητά μας να δώσουμε κάποιο νόημα όμως, είναι κάτι που συμβαίνει στην πραγματικότητα.
Αυτό το πείραμα δείχνει επίσης ότι η κβαντική διεμπλοκή υπάρχει ανεξαρτήτως από τον χρόνο, που σημαίνει ότι δύο τμήματα της ύλης μπορούν πραγματικά να διεμπλακούν και πάλι μέσα στον χρόνο. Ο χρόνος με τον τρόπο που τον μετράμε και τον κατανοούμε, δεν υπάρχει στην πραγματικότητα.
[toggle title="Πηγές"]
[/toggle]
