Ο χρόνος μπορεί να γυρίσει πίσω! του Βαγγέλη Ντάλη

Πότε θα γίνουν οι εθνικές εκλογές; Ποιά ήταν τα κίνητρα του Τούρκου μακελάρη στην Ουτρέχτη; Ήταν μόνος του ο λευκός ισλαμοφάγος «tourkofagos» στο μακελειό της Νέας Ζηλανδίας; Ποιοί ποδοσφαιριστές και καλλιτέχνες θα είναι υποψήφιοι στις επόμενες εκλογικές αναμετρήσεις; Θα γίνει τελικά το Brexit;

Ερωτήματα που προκύπτουν από την ειδησεογραφία των τελευταίων ημερών. Αυτά και κάποια άλλα θέματα κυριαρχούν. Κι όμως, η είδηση της εβδομάδας, ίσως και της χρονιάς, πιθανά και του αιώνα να είναι ένα ερευνητικό πείραμα που διεξήχθη στο Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας της Μόσχας (ΜΙΡΤ), και κατάφερε να γυρίσει το χρόνο πίσω. Να κάνει δηλαδή, έστω και για λίγο, πραγματικότητα το φανταστικό σενάριο της «μηχανής του χρόνου». Αυτής που σε γυρίζει πίσω χρόνια ή αιώνες και μπορείς να ζήσεις και να πάρεις μέρος σε καταστάσεις προηγούμενων εποχών.
Την είδηση μετέδωσε ως «έκτακτη» ο βρετανικός Independent, αναμεταδόθηκε σε πολλά μέσα αλλά δεν της δόθηκε προσοχή. Μάλλον θεωρήθηκε ως ένα απλό πείραμα που περισσότερο ενδιαφέρον έχει για τους επιστήμονες παρά για την υπόλοιπη κοινωνία. Άλλωστε έγινε σε κβαντικούς υπολογιστές χρησιμοποιώντας ηλεκτρόνια κβαντικής μηχανικής. Οι περισσότεροι δεν καταλαβαίνουν γενικά την τελευταία φράση και συνεπώς ούτε και γιατί πρέπει να τους ενδιαφέρει. Όποιος παρακολουθούσε πάντως το πείραμα, θα έβλεπε το χρόνο να κινείται αντίστροφα στον υπολογιστή.
Ούτε με την κοινή λογική αλλά ούτε και με την κλασική φυσική ο χρόνος μπορεί να γυρίσει πίσω. «Ο γέγονε γέγονε» έλεγαν οι αρχαίοι έλληνες, «ό,τι γράφει δεν ξεγράφει» λέει η λαϊκή παροιμία και επιβεβαιώνει η φυσική: το «βέλος» του χρόνου κινείται μόνο προς τη μία κατεύθυνση. Από το παρελθόν στο μέλλον. Σύμφωνα με το δεύτερο νόμο της Θερμοδυναμικής, από την τάξη στην αταξία.
Κι όμως! Ερευνητές του ΜΙΡΤ καθώς και συνάδελφοί τους από τις ΗΠΑ και την Ελβετία, ανακοίνωσαν ότι για κλάσματα του δευτερολέπτου και με τη βοήθεια ενός αλγόριθμου αναστροφής του χρόνου επέστρεψαν την κατάσταση ενός κβαντικού υπολογιστή στο παρελθόν. Με άλλα λόγια, ανέστρεψαν το «βέλος του χρόνου» που υποτίθεται πως κινείται μόνο προς μια κατεύθυνση, το μέλλον.
Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Γκόρντεϊ Λεσόβικ, υπολόγισαν επίσης την πιθανότητα που έχει ένα ηλεκτρόνιο στο διαστρικό χώρο να ταξιδέψει αυθόρμητα πίσω στο χρόνο. «Αυτή είναι μία από τις εργασίες μας πάνω στην πιθανότητα να παραβιαστεί ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής. Δημιουργήσαμε τεχνητά μια κατάσταση που εξελίσσεται προς μια κατεύθυνση αντίθετη από εκείνη του θερμοδυναμικού βέλους του χρόνου».
Με ένα ειδικό πρόγραμμα λογισμικού τροποποίησαν την κατάσταση του κβαντικού υπολογιστή, έτσι ώστε αυτή να εξελίσσεται προς τα πίσω, δηλαδή από το χάος προς την τάξη (το αντίθετο του δεύτερου νόμου της θερμοδυναμικής). Όταν η κβαντική κατάσταση ενέπλεκε δύο κυβικά δυφία (qubits), τότε το ποσοστό επιτυχίας για την αναστροφή του χρόνου ήταν 85%, ενώ με τρία qubits – λόγω περισσοτέρων σφαλμάτων στον κβαντικό υπολογιστή – έπεφτε στο 50%.
Για να γίνει πλήρως κατανοητό το τι πέτυχαν, αυτό παρομοιάστηκε με ένα σύνολο κινήσεων σε τραπέζι μπιλιάρδου. Δεκαπέντε μπάλες στήνονται με τη βοήθεια ενός τριγωνικού πλαισίου εφαπτόμενες μεταξύ τους στο κέντρο του τραπεζιού και κάποιος, με μια τυχαία κίνηση της στέκας, τις χτυπά. Αυτές κινούνται άτακτα προς διάφορες κατευθύνσεις, συγκρούονται μεταξύ τους ή με τα τοιχώματα του τραπεζιού και κάποια στιγμή σταματούν να κινούνται λόγω τριβών. Τότε κάποιος κάνει ένα υπολογισμένο κλώτσημα στο τραπέζι και όλες οι μπάλες επανέρχονται στην αρχική θέση από την οποία εκκίνησαν, δηλαδή όλες μαζί εφαπτόμενες. Αδιανόητο θα πει και ο καλύτερος γνώστης μπιλιάρδου!
Κι όμως συνέβη! Η «μηχανή του χρόνου», όπως την περιγράφουν οι επιστήμονες που συμμετείχαν στην έρευνα, αποτελείται από έναν υποτυπώδη κβαντικό υπολογιστή που αποτελείται από ηλεκτρόνια qubit (κβαντικά bit). Ένα κβαντικό bit είναι μονάδα πληροφορίας που αποτελείται ταυτόχρονα από μονάδες πληροφοριών (1 και 0) σε αντίθεση με το «κλασικό» bit που μπορεί να πάρει μία από τις δύο τιμές, 1 ή 0. Στο πείραμα τα qubits, ουσιαστικά, προκλήθηκαν με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να γίνουν ακόμα πιο περίπλοκα δημιουργώντας μεταβαλλόμενα πρότυπα τους, αλλάζοντας από 0 σε 1.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας χάθηκε η «τάξη» και οι μπάλες διασκορπίστηκαν. Αλλά έπειτα, πρόγραμμα τροποποίησε τη διαδικασία που ακολουθήθηκε και οι μπάλες επέστρεψαν στη θέση τους. Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι τα qubits επανέρχονται στην αρχική τους μορφή.
Όλα τα προηγούμενα έχουν σχέση με την αντίληψη που έχει ο άνθρωπός για το χώρο και το χρόνο. Οι σύγχρονοι φυσικοί αναφέρονται συχνά-πυκνά στον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, στην εντροπία του σύμπαντος και στο βέλος του χρόνου, αλλά τίποτε απ’ όλα αυτά δεν μας δίνει έναν πλήρη ορισμό της έννοιας του χρόνου.
Ακόμη και ο Αϊνστάιν δεν κατόρθωσε να βρει την απάντηση, αν και μας περιέγραψε τι συμβαίνει στον χρόνο όταν τον παρατηρούμε από ένα αντικείμενο που πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός ή όταν πλησιάζουμε ορισμένα αντικείμενα μεγάλης βαρύτητας όπως είναι οι μαύρες τρύπες. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι γνώριζε τι είναι ο χρόνος, αν και μας έδειξε ότι ζούμε σ’ ένα σύμπαν τεσσάρων διαστάσεων, γιατί όλοι μας υπάρχουμε μέσα σ’ αυτό που ονόμασε «χωρόχρονο». Ο χρόνος δηλαδή είναι μία από τις τέσσερις διαστάσεις όπου ο τρισδιάστατος χώρος και ο μονοδιάστατος χρόνος αποτελούν ένα τετραδιάστατο χωροχρονικό συνεχές. Σύμφωνα, δηλαδή, με τον Αϊνστάιν, ένα αντικείμενο δεν μπορεί να υπάρχει στον χώρο χωρίς τη διάσταση του χρόνου, γιατί στη φυσική της Σχετικότητας ένα αντικείμενο κινείται στον χωρόχρονο και όχι μόνο στον χώρο.
Η «πραγματικότητα», άλλωστε, αυτής της διαπίστωσης έχει επανειλημμένα αποδειχθεί στα πειράματα των πυρηνικών επιταχυντών, αλλά και στις παρατηρήσεις μας στο σύμπαν. Γιατί όταν κοιτάζουμε τους απόμακρους γαλαξίες, βλέπουμε το φως τους όπως ήταν στο παρελθόν και όχι όπως είναι τη στιγμή που τους κοιτάμε. Το σύμπαν δηλαδή δεν εκτείνεται μόνο χωροταξικά, αλλά και χρονικά. Αυτή είναι η σύγχρονη αντίληψη που έχουμε για το χωροχρονικό μας σύμπαν που γεννήθηκε με μια «Μεγάλη Εκρηξη». Φυσικά, όταν αναφερόμαστε σήμερα στις απαρχές του σύμπαντος και του χωρόχρονου με μια «Μεγάλη Εκρηξη», δεν κάνουμε απλές εικασίες που δεν βασίζονται πουθενά, αλλά αντίθετα αναφερόμαστε σε ένα μαθηματικά θεμελιωμένο μοντέλο που δημιουργήθηκε με τη βοήθεια της Γενικής Σχετικότητας και της Κβαντικής Μηχανικής και συμπληρώθηκε τα τελευταία χρόνια με τις θεωρίες του Πληθωρισμού και των Υπερχορδών.
Λόγω έλλειψης χωροχρόνου όμως δεν θα σχολιάσουμε την «ολιγαρκή αφθονία» στην οποία διαβιούμε αλλά ούτε και την αφθονία υποψηφίων που θέλουν «να προσφέρουν στον τόπο τους». Ίσως μας δοθεί η ίδια ευκαιρία σε κάποιο άλλο παράλληλο σύμπαν…
Ε