Отправка сообщений в прошлое возможна. Физики нашли механизм, вдохновлённый фильмом «Интерстеллар»

В научно-фантастическом фильме «Интерстеллар» герой Мэттью МакКонахи попадает в тардарис — многомерное пространство, созданное существами из будущего. Оттуда он манипулирует гравитацией и отправляет сообщения назад во времени своей дочери, создавая гравитационные аномалии, которые они наблюдали вместе много лет назад. В реальной физике это называется замкнутой времениподобной кривой — траектория объекта через пространство-время, которая выводит его в будущее, а затем возвращает в прошлое. Общая теория относительности допускает существование таких петель.

Сет Ллойд и его коллеги из Массачусетского технологического института решили проверить, можно ли использовать этот механизм для отправки сообщений в прошлое. Раньше Ллойд уже успешно моделировал замкнутую времениподобную кривую с помощью квантово-запутанных фотонов, отправляя один из них на несколько наносекунд назад во времени. Теперь, вдохновлённые «Интерстелларом», исследователи хотели выяснить, возможна ли отправка сообщений.

Результат оказался неожиданным даже для самих учёных. Для канала связи с временной петлёй, заполненной шумом — квантовым аналогом телефонных помех — отправлять сообщение в прошлое оказалось легче, чем в будущее.

«Доступ к бесшумной замкнутой времениподобной кривой того или иного типа открывает поразительные возможности обработки информации», — пишут авторы в исследовании, опубликованном в Physical Review Letters. Информация, проходящая через такой канал, эффективно эволюционирует так, как если бы она проходила через обычный канал, но с одним отличием: она оказывается в прошлом.

В бесшумной временной петле сообщение телепортируется в прошлое без каких-либо дополнительных действий. Прошлая и будущая версии петли совпадают. В зашумленной петле сообщение из будущего отправляется в прошлое через канал, шум которого влияет на его путешествие. И здесь исследователи обнаружили парадокс: такая схема работает эффективнее, чем отправка сообщения в будущее через канал с таким же уровнем шума.

Ключевое различие, объясняющее этот эффект, — память. В фильме герой помнит, что его дочь расшифровала сообщения в прошлом. Он отправляет их, вспоминая, как они выглядели после расшифровки, чтобы она могла их перевести. Единственное, что нарушает обычный ход времени в этой схеме, — сама временная петля. Если бы герой не мог обратиться к своей памяти о будущем (которое для него уже прошло), отправка сообщения назад ничем не отличалась бы от обычной связи из прошлого в будущее.

Исследователи планируют смоделировать эту установку с фотонами, чтобы увидеть, как они ведут себя в зашумленной временной петле. «Существование замкнутых времениподобных кривых может привести к озадачивающим последствиям, таким как нарушение причинности и побег из чёрной дыры», — отмечают авторы.

Вопрос, который остаётся за рамками этого исследования: если отправка сообщений в прошлое действительно возможна и для этого не требуется разрушать законы физики, то почему мы до сих пор не получили ни одного сообщения из будущего? Может быть, человечество просто не доживёт до того момента, когда сможет их отправить? Или сообщения приходят, но мы не умеем их слышать — точно так же, как Мёрф не понимала, что странные узоры в пыли — не призрак, а голос отца из будущего?