Отправка коротких сообщений в прошлое не нарушает законы физики

Отправить сообщение из будущего в прошлое звучит как научная фантастика. Пока кто-то не начинает спрашивать, сколько битов оно может реально содержать. Три физика ответили на этот вопрос, используя схему, вдохновлённую фильмом «Интерстеллар», где отец, оказавшийся вблизи чёрной дыры, передаёт сообщение своей дочери сквозь время.

Исследование изучает модель, построенную вокруг пост-выбранных замкнутых времениподобных кривых. Это способ представить передачу сигнала назад во времени в рамках квантовой механики. Версии таких кривых могут быть смоделированы в квантовых экспериментах с использованием запутанных фотонов — метод уже опробован в лаборатории.

Первая очевидная проблема — парадокс. Если человек в будущем отправляет сообщение кому-то в прошлом, что мешает прошлому изменить будущее, которое отправило это сообщение? Авторы решают эту проблему, допуская только самосогласованные истории. Цикл выживает только тогда, когда более позднее действие и более ранний результат согласуются.

В обычной коммуникации отправитель приходит первым, а получатель — позже. Здесь порядок ощущается обратным. Получатель, по сути, оставляет подсказку в прошлом, а отправитель позже использует эту подсказку, чтобы весь цикл сошёлся.

Авторы называют свою схему усиленной вероятностной телепортацией. Без причинного цикла вероятность успеха была бы намного ниже.

Это центральный результат исследования. Команда выводит точную формулу для максимального объёма информации, который можно надёжно отправить назад во времени через неидеальный канал связи. Формула зависит от двух величин. Одна показывает, насколько хорошо канал может сохранять информацию в лучшем случае. Другая показывает, насколько сильно он может её испортить в худшем случае. На практике это означает, что исследователь может взять реальный шумный канал — тот, который может терять сигнал или путать данные, — и рассчитать конкретный потолок для обратной связи.

Исследование не останавливается на мысленных экспериментах с путешествиями во времени. Оно связывает результат с чёрными дырами. Одна влиятельная модель, разработанная физиками Гэри Хоровицем и Хуаном Мальдасеной, рассматривает испарение чёрной дыры как своего рода телепортацию. Если эти модели верны, та же математика, которая использовалась для отправки сообщений в прошлое, может также описывать, сколько информации вырывается из испаряющейся чёрной дыры. Парадокс информации чёрной дыры, который висел над теоретической физикой почти полвека, спрашивает: действительно ли информация, попавшая в чёрную дыру, уничтожена? Точная формула не решает этот парадокс, но даёт более острый инструмент для его изучения.

Вопрос остаётся открытым. Если физики доказали, что отправка коротких сообщений в прошлое не противоречит законам физики, то что это говорит о самой природе времени? Не является ли время более гибким, чем предполагает повседневный опыт? И можно ли когда-нибудь реализовать такой канал на практике, а не только в уравнениях?