Вы, наверное, слышали о коте Шредингере, несчастном кошачьем в коробке, которая одновременно жива и мертва, пока коробка не открывается, чтобы показать ее реальное состояние. Теперь нужно обратить внимание на время Шредингера.
Такой сценарий может быть неизбежен в любой теории квантовой гравитации, все еще темной области физики, которая стремится объединить теорию общей относительности Альберта Эйнштейна с работами квантовой механики. В новой статье ученые создают коллаж из двух, представляя звездные корабли возле огромной планеты, масса которой замедляет время. Они приходят к выводу, что звездолёты могут оказаться в состоянии, когда причинно-следственная связь полностью изменена: одно событие может закончиться, вызывая другое событие, которое произошло до него.
«Можно разработать такой сценарий, в котором временный порядок или причина и следствие находятся в суперпозиции обратного или не обратного хода», - сказал соавтор исследования Игорь Пиковский, физик из Центра квантовой науки и техники при Технологическом институте Стивенса в Нью-Джерси. «Это то, что мы ожидаем, должно произойти, когда у нас будет полная теория квантовой гравитации».
Квантовое время
Знаменитый мысленный эксперимент Шредингера с кошкой просит зрителя представить себе коробку с кошкой и радиоактивной частицей, которая, разложившись, убьет несчастного кошачьего. По принципу квантовой суперпозиции, выживание или смерть кошки одинаково вероятны до тех пор, пока не будут измерены - поэтому, пока коробка не открыта, кошка одновременно жива и мертва. В квантовой механике суперпозиция означает, что частица может существовать в нескольких состояниях одновременно, как кошка Шредингера.
Новый мысленный эксперимент, опубликованный 21 августа в журнале Nature Communications, объединяет принцип квантовой суперпозиции с теорией общей теории относительности Эйнштейна. Общая теория относительности говорит о том, что масса гигантского объекта может замедлить время. Пиковски сказал, что это хорошо известно как истинное и измеримое. Астронавт, вращающийся вокруг Земли, испытывает время чуть-чуть быстрее, чем он или ее близкие. (Это также, почему падение в черную дыру было бы очень постепенным опытом.)
Таким образом, если бы космический корабль находился рядом с массивной планетой, его команда переживала бы время, когда люди были медленнее, чем космические корабли, находящиеся дальше. Теперь, когда эта планета накладывается одновременно на две космические аппараты.
Время становится странным
В этом суперпозиционном сценарии двух кораблей могут возникать сомнения. Например, суду будет предложено выполнить учебную миссию, в ходе которой он будет стрелять друг в друга, и у него будет отличное время для запуска ракет и перехвата их позиций. Если поблизости нет массивной планеты, это простое упражнение. Если бы у нас был массовый планетный корабль, он не принял во внимание замедление времени, команда могла бы быть слишком поздно и быть уничтоженной.
Это было бы невозможно узнать, как они будут двигаться в сторону и выживать. Сказал Пиковски. Представьте себе два события.
«А и Б могут влиять друг на друга, но в одном случае А находится перед Б, а в другом случае Б - перед А» в состоянии суперпозиции, сказал Пиковски. Это означает, что и друг, и друг Скорее всего, математический способ проанализировать передачу друг друга, чтобы подтвердить, что они находятся в суперпозиционном состоянии.
Очевидно, что в реальной жизни планеты не перемещаются по галактике невольно. Сказал Пиковски, что экспериментальный эксперимент может иметь практические последствия для квантовых вычислений, даже не разрабатывая всю теорию квантовой гравитации. Используя квантовые вычисления, система квантовых вычислений может одновременно оценивать процесс как причину и следствие.
«Квантовые компьютеры могут использоваться для более эффективных вычислений», - сказал он.
