Conceptul de timp negativ pare o imposibilitate. În fond, neagă complet modul în care percepem trecerea timpului. Cum ar putea un efect să preceadă cauza? În lumea cuantică, puțin înțeleasă chiar și de către fizicieni, un astfel de fenomen pare că este plauzibil, iar o echipă de cercetători de la Universitatea din Toronto susține că a demonstrat existența acestei bizarerii cuantice, într-un studiu publicat pe platforma ArXiv.
Pentru a înțelege mai bine un astfel de concept, să ne imaginăm o mașină care intră într-un tunel. Între momentul intrării și cel al ieșirii ei din tunelul respectiv, trece o perioadă de timp. Să zicem un minut. Numai că, în lumea cuantică, mașina poate fi observată când iese, înainte de a pătrunde în tunel. Mai exact, valoarea timpului petrecut acolo este mai mică decât 0. Timp negativ.
Este vorba despre o particularitate ciudată a mecanicii cuantice, la fel ca posibilitatea unui obiect de a fi în două locuri în același timp (gândiți-vă la pisica lui Schrödinger) sau existența a două particule în aceeași stare, chiar și atunci când sunt departe una de cealaltă (cunoscută sub numele de quantum entanglement/inseparabilitate cuantică).
Și nu, nu este vorba despre posibilitatea de a călători în timp prin intermediul cuanticii, așa cum făceau supereroii din producția hollywoodiană Avengers: End game.
Totul a început cu o întârziere negativă
În 1997, doi cercetători, Raymond Y. Chiao, de la Universitatea din California, și Aephraim M. Steinberg, de la Universitatea din Toronto, au lansat fotoni printr-o barieră sub forma unui „pachet de unde” (un grup de unde care descriu atât natura de particulă, cât și cea de undă a luminii). În mod surprinzător, vârful acestui pachet a apărut înainte ca fotonii să intre în barieră – un fenomen similar cu cel al mașinii descrise mai devreme.
Fenomenul fusese expus, la nivel teoretic, încă de la jumătatea secolului al XX-lea, relatează BBC. Însă observarea sa experimentală a fost o provocare imensă, deoarece părea imposibilă.
Această teorie sugera că lumina ar putea călători mai repede decât ea însăși, ceea ce este absurd din orice punct de vedere logic. În plus, evenimentele în timp păreau să aibă loc într-o ordine diferită de cea cronologică obișnuită.
Studiul celor doi cercetători nord-americani, publicat în revista Progress in Optics, arăta că, totuși, un astfel de fenomen părea posibil.
Timpul negativ, o simplă iluzie? Nu chiar
În anii care au urmat, Steinberg și colegii săi fizicieni au propus o explicație pentru ceea ce s-ar putea întâmpla, fără a încălca legile fizicii cunoscute. Pe scurt, ei au argumentat că pachetul de unde nu călătorea în timp, ci se reorganiza într-un mod care dădea impresia că efectul precede cauza.
Folosind analogia mașinii și a tunelului, se poate spune că fotonii au fost opriți sau întorși din drum. În experiment, subliniau autorii studiului, aceștia au fost absorbiți sau împinși de atomii din interiorul barierei. Practic, partea anterioară a pachetului de unde se reconfigurează și formează un nou vârf. Iar acest vârf semăna izbitor cu cel care intra.
„Fotonii nu au o identitate individuală,” explica Steinberg. „De aceea, tunelul este doar o analogie, menită să arate că nu există o contradicție a cauzalității.”
Așadar, ceea ce pare a fi o încălcare a legilor fizice este, de fapt, o reorganizare în cadrul pulsului de lumină. Conform acestei explicații, nicio particulă nu experimentează timpul negativ și nu există vreo viteză mai mare decât cea a luminii. Însă lucrurile nu sunt atât de simple.
Și totuși, timpul negativ nu a fost încă infirmat
Un nou experiment realizat recent de echipa aceluiașiAephraim M. Steinberg, de la Universitatea din Toronto, experiment care a durat trei ani pentru a fi optimizat și pentru a fi confirmate rezultatele, a venit cu o concluzie și mai bizară decât cea din primul experiment.
Fizicienii canadieni au vrut să măsoare timpul petrecut de fotoni în interiorul barierei de atomi. Pentru asta, au analizat excitarea atomilor din interiorul barierei, pe măsură ce fotonii trec prin aceasta sau o lovesc.
(Când particulele de lumină, sau fotonii, trec prin atomi, o parte dintre aceștia sunt absorbiți de atomi și ulterior reemiși. O astfel de interacțiune modifică atomii, determinându-i temporar să intre într-o stare de energie mai mare sau „stare excitată,” înainte de a reveni la starea normală).
Numai că, în cazul experimentului amintit, atunci când fotonii erau absorbiți, păreau să fie reemiși aproape instantaneu, cu mult înainte ca atomii să revină la starea lor fundamentală – ca și cum fotonii, în medie, părăseau atomii mai repede decât era de așteptat.
Pe scurt, timpul s-a dovedit a fi negativ. Ceea ce înseamnă o durată mai mică decât zero.
O primă explicație oferită de autorii studiului ar fi aceea că fotonii se comportă într-un mod vag și probabilistic, în loc să urmeze reguli stricte, iar un atare comportament sfidează modul în care noi percepem realitatea.
În lumea cuanticii există un concept numit retrocauzalitate. Ce înseamnă asta? Înseamnă că un efect poate influența cauza sa. Adică, evenimentele din viitor ar putea, teoretic, afecta trecutul. Este o idee care contestă noțiunile tradiționale despre fluxul timpului și cauzalitate, așa cum le înțelegem noi.
Retrocauzalitatea poate fi plauzibilă dacă am trăi într-un așa-numit „univers-bloc”. Acesta este un model ipotetic (și foarte controversat) al existenței, în care toate momentele din timp – trecut, prezent și viitor – există simultan într-un spațiu nu cu trei, ci cu mai multe dimensiuni (cel puțin patru), afirmă Emily Adlam, fizician în cadrul Universității Chapman din California, care nu a făcut parte din proiect, citată de BBC.
Practic, nu există un flux temporal. Timpul ar fi doar o altă dimensiune în cadrul blocului, mai degrabă decât un lucru aflat în mișcare.
Dacă acest lucru este adevărat, ajungem la ceea ce ar putea fi cea mai tulburătoare implicație a mecanicii cuantice și a comportamentului său temporal ciudat. Într-un astfel de scenariu, am fi cu toți doar personaje dintr-un veritabil sitcom.
Putem experimenta viața episodic, dar viitorul nostru este la fel de determinat ca și trecutul. Ca urmare, deși ne aflăm acum în toiul poveștii noastre, momentul în care ea se încheie fatalmente poate fi deja scris.
