Физики доказали: информацию можно передавать из будущего в прошлое через квантовые каналы

Группа физиков-теоретиков под руководством Марка Уайлда, доцента Корнеллского университета, представила результаты работы, опубликованные в авторитетном научном журнале «Physical Review Letters». Исследователи продемонстрировали, что теоретически информацию можно передавать из будущего в прошлое, используя квантовые каналы связи. Это открытие бросает вызов некоторым существующим теориям о внутреннем устройстве чёрных дыр и их эволюции. Одно из важнейших следствий данной работы касается гипотез об испарении чёрных дыр, которое, как предполагают некоторые модели, может быть разновидностью квантовой телепортации. Однако авторы исследования обнаружили серьёзные информационно-теоретические ограничения для такого сценария.

В центре внимания учёных оказались так называемые замкнутые времяподобные кривые. Так физики и математики называют гипотетические каналы в структуре пространства-времени, перемещаясь по которым объект возвращается в исходную точку не только пространственно, но и временно. Теория относительности Альберта Эйнштейна допускает существование подобных петель, что теоретически открывает возможность путешествий назад во времени.

Многие специалисты сомневаются, что такие кривые могут существовать в реальности, поскольку их наличие привело бы к неразрешимым парадоксам, противоречащим современному пониманию устройства Вселенной. Другие исследователи, напротив, полагают, что квантовая механика способна разрешить эти противоречия. Авторы новой работы показали, что квантовые временные петли потенциально пригодны для отправки информации в прошлое, даже если эти каналы создают значительные помехи, искажающие часть передаваемых данных.

Квантовая телепортация против времени

Расчёты подтверждают, что процедуры, аналогичные тем, что сегодня используются для телепортации квантовых состояний частиц на большие расстояния, можно применить и для обратной передачи во времени — с помощью долгоживущих квантовых ячеек памяти. Результаты исследования, таким образом, не только ставят под сомнение некоторые теории о чёрных дырах, но и предлагают конкретный механизм для реализации информационной связи через временные петли.

Хотя до практических экспериментов ещё далеко, работа американских физиков задаёт новые рамки для обсуждения границ между квантовой механикой, теорией относительности и самой природой времени. Одно из наиболее интересных следствий работы касается так называемого «информационного парадокса чёрных дыр». Согласно одной из моделей, испарение чёрной дыры — это своего рода квантовая телепортация информации из её недр в окружающее пространство. Однако авторы исследования показали, что существуют информационно-теоретические ограничения, которые делают этот сценарий маловероятным.

Что это значит для физики

Если информация действительно может передаваться из будущего в прошлое, то это меняет фундаментальные представления о причинности — о том, что причина всегда предшествует следствию. Квантовая механика уже давно демонстрирует странные явления, такие как квантовая запутанность, которую Эйнштейн называл «жутким действием на расстоянии». Но передача информации назад во времени — это нечто принципиально иное. Это означало бы, что будущее может влиять на прошлое.

Пока что речь идёт только о теоретических расчётах. Но сам факт того, что такие расчёты возможны и что они не противоречат известным законам физики, заставляет исследователей пересмотреть границы допустимого. Возможно, время не так линейно, как кажется. Возможно, прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно, а наше восприятие последовательности событий — лишь особенность человеческого сознания.

Авторы работы подчёркивают, что их открытие не даёт зелёный свет путешественникам во времени. Передача информации и перемещение физического объекта — это разные вещи. Но если информацию можно отправлять назад, то рано или поздно может найтись способ отправлять и нечто большее. Пока же физики продолжают изучать замкнутые времяподобные кривые, а чёрные дыры остаются самыми загадочными объектами во Вселенной, в недрах которых, возможно, скрыт ключ к разгадке природы времени. Исследование Корнеллского университета — ещё один шаг к разгадке этой тайны. Вопрос только в том, из какого времени придёт ответ.