Viitorul influenteaza trecutul

Timpul s-ar putea derula dinspre viitor spre trecut, lucrurile pot exista simultan in multiple stari, iar vechea dilema a copacului care se prabuseste intr-o padure ar putea sa nu fie legata doar de prezenta unui martor care sa-l auda cazand ci si, cumva, de a sti dinainte daca va fi sau nu vazut, conform unui nou studiu publicat de revista Nature Physics.

In general cu totii suntem de acord ca trecutul este cel ce influenteaza prezentul care la randul sau influenteaza viitorul. Probabil ca aproape nicio persoana care nu sufera de afectiuni psihice sau nu este sub influenta drogurilor nu ar putea sustine ca evenimentele viitoare le pot influenta pe cele din trecut. si totusi acest lucru ar putea sa se schimbe in lumea plina de paradoxuri a fizicii cuantice.

Pentru un om obisnuit, intelegerea lumii observabile, dominata de fizica newtoniana, clasica, tine de „bunul simt”. Timpul se scurge dinspre trecut spre viitor, lucrurile nu pot exista decat intr-un singur loc intr-un anumit timp, iar daca un copac cade intr-o padure fara ca nimeni sa-l observe va produce un sunet. Niste fizicieni de la Universitatea Nationala din Australia (ANU) nu sunt insa de acord ca lucrurile sunt atat de simple.

Noul studiu publicat in Nature Physics „demonstreaza ca totul tine de masurarea directa”, sustine profesorul asociat Andrew Truscott de la Research School of Physics and Engineering din cadrul ANU. „La nivel cuantic, realitatea nu exista daca nu este observata direct”, a adaugat el.

Aceasta concluzie aparent absurda deriva din rezultatele a doua experimente, dintre care unul mai vechi, un „clasic” pentru fizica cuantica si unul care a fost incheiat cu succes in urma cu doar cateva saptamani.

Experimentul clasic:

Acest principiu se afla in centrul fizicii cuantice. O particula asa cum este fotonul se comporta ca si cand ar avea mai multe stari indefinite, in suspensie. Ea nu are proprietati fizice si este definita in schimb de un set de probabilitati conform carora ar putea exista intr-una sau alta din respectivele stari. Aceste probabilitati nu sunt doar rezultatul unor teorii bombastice din fizica moderna ci se afla la baza notiunilor noastre moderne de chimie si fac posibile tehnologii precum microprocesoarele si reactiile nucleare. Modernitatea nu ar fi existat asa cum o cunoastem fara aceste proprietati bizare ale particulelor.

Aici intervine cea de-a doua ciudatenie: Atunci cand fizicienii observa un foton in mod direct, in cadrul unui experiment, insusi faptul ca este observat il face sa cada intr-una dintre cele doua stari posibile ale sale — fie particula, fie unda. Orice ar face oamenii de stiinta, ori de cate ori observa in mod direct un foton este ca si cand chiar fotonul „ar decide” cum sa fie vazut. Astfel, se crede ca actul de a observa aduce fotonul din taramul cuantic al probabilitatilor in cel real. Acest principiu este explicat de celebra paradigma a pisicii lui Schrödinger unde o pisica ipotetica, pusa intr-o cutie inchisa alaturi de niste otrava, nu este nici vie, nici moarta, pana cand deschidem cutia si operam o observatie directa asupra sa.

Cel de-al doilea experiment:

Aceasta concluzie bizara conform careia actul de observatie directa defineste realitate (realitatea nu exista in afara observatiei) circula de mult timp in randul fizicienilor, fiind sustinuta si de un experiment propus de americanul John Wheeler inca din 1978, experiment despre care se credea ca nu va putea fi niciodata pus in practica. Din acest motiv a primit numele de „Experimentul cognitiv al alegerii intarziate” (cognitiv pentru ca nu putea fi pus in practica). Acest experiment isi propunea sa raspunda la o intrebare aparent simpla: Cand mai exact un foton alege sa se comporte ca o particula sau ca o unda? Atunci cand este tras, inainte de a trece prin fanta sau poate dupa ce a trecut de fanta?
John Wheeler a propus in experimentul sau cognitiv introducerea unui al doilea ecran, dar doar dupa ce fotonul a trecut deja de primul ecran. Introducerea acestui al doilea ecran ar fi o decizie aleatoare in cadrul experimentului — uneori se introduce al doilea ecran, alteori nu. De asemenea, atunci cand este introdus in experiment, acest al doilea ecran este conceput sa produca acelasi timp de interferenta ca si primul ecran. Astfel, teoretic, un om de stiinta ar fi putut urmari in ce stare se afla fotonul dupa ce a trecut de primul ecran si daca ramane in aceeasi stare si dupa ce trece de al doilea.

Dificultatea tehnica a fost ca nimeni nu a reusit sa introduca in experiment cel de-al doilea ecran la timp, imediat dupa ce fotonul a trecut de primul ecran si inainte de a ajunge la perete. Aceasta problema parea insurmontabila pana acum cateva saptamani. Echipa de fizicieni australieni a transformat acest experiment de gandire intr-unul cat se poate de concret, de laborator, cu ajutorul unei instalatii de lasere. Subiectul lor de experiment nu a fost insa un foton ci un atom de heliu, care desi este mult mai masiv decat un foton, ar trebui, din punct de vedere teoretic, sa aiba acelasi comportament in cadrul experimentului — si anume sa existe intr-o stare indefinita si apoi, odata observat, sa se comporte fie ca o particula fie ca o unda. Laserele au fost folosite pe post de grilaje, unul in fata celuilalt, iar cel de-al doilea laser era pornit aleator, in cadrul experimentului.

Rezultatul acestui experiment este chiar mai ciudat decat se asteptau fizicienii specializati in domeniul cuantic: De fiecare data cand cele doua grilaje laser erau pornite, atomii de heliu s-au comportat mereu ca unde. De fiecare data cand al doilea grilaj laser nu era introdus in sistem, atomul de heliu a trecut prin sistem sub forma de particula. Ceea ce este fascinant, sau de-a dreptul infricosator, este ca decizia privind prezenta celui de-al doilea grilaj laser in sistem a fost cu totul aleatoare si din punctul de vedere al atomului de heliu care tocmai a trecut de primul grilaj, nici macar nu s-a intamplat inca !

Cu alte cuvinte, este ca si cum atomul de heliu ar fi putut vedea in viitor si ar fi stiut daca va exista cel de-al doilea grilaj laser chiar in timpul in care trecea prin primul astfel de grilaj. Ori cu alte cuvinte, eventuala prezenta in viitor a celui de-al doilea grilaj pare sa determine starea din prezent a atomului de heliu care trece prin primul grilaj laser ! Daca atomul de heliu apare ca particula sau ca unda este determinat cu precizie de ceva ce inca nu s-a intamplat, ci urmeaza sa se intample in viitor. Pe scurt, viitorul determina prezentul!

 Cum este acest lucru posibil? Cum este posibil ca un eveniment viitor — activarea celui de-al doilea grilaj din sistem — sa determine starea din trecut a atomului de heliu? Timpul ar trebui sa se scurga inapoi.

Profesorul Andrew Truscott ne ofera explicatia: ‘Atomii nu au parcurs distanta dintre punctele A si B. Abia cand au fost masurati, la sfarsitul drumului, a devenit reala una dintre cele doua stari posibile, de particula sau de unda”. Daca ar fi sa credem ca acesti atomi chiar au ales o anumita cale, sau cai, atunci trebuie sa acceptam ca o masuratoare viitoare determina trecutul acestor atomi, a mai adaugat el.

Ideea ca viitorul afecteaza trecutul are implicatii profunde care transcend lumea fizicii cuantice. O astfel de idee pune sub semnul intrebarii, spre exemplu, conceptul de liber arbitru. Acest experiment, care va fi fara indoiala repetat, precum si implicatiile sale vor ridica mai multe intrebari decat vor oferi raspunsuri.