Има ли отрицателно време или може ли едно събитие да свърши преди да е започнало?

Физиците по света не са единодушни относно твърдението на научен екип от Канада, който през октомври т. г. обяви, че е успял да регистрира за първи път „отрицателно време“, съобщава АФП.

С този термин се обозначава продължителността на събитие, което е завършило, преди да започне. Съществуването на „отрицателно време“ се допуска от Теорията на относителността на Алберт Айнщайн.

Концепцията за „отрицателно време“ отдавна предизвиква очарование и скептицизъм в научната общност, но неотдавнашно откритие на изследователи от Университета в Торонто показа, че това е нещо повече от теоретична идея. Те наблюдаваха частици светлина, излизащи от материал, преди да влязат в него, и демонстрираха чрез новаторски квантови експерименти, че „отрицателното време“ съществува по осезаем и физически начин. 

Тези озадачаващи резултати – които все още не са публикувани в рецензирано списание, обаче подчертават конкретна странност на квантовата механика, а не радикална промяна в нашето разбиране за времето, настояват изследователите.

„Това е трудна тема дори за нас, когато разговаряме с други физици. През цялото време сме неразбрани“, каза за АФП Ефраим Стайнбърг, професор в Университета в Торонто, специализиращ в експерименталната квантова физика. Въпреки че фразата „отрицателно време“ изглежда направо измислена, експертът защитава нейната употреба и се надява, че ще предизвика по-дълбоки дискусии за мистериите на квантовата физика, чиито закони управляват безкрайно малкия свят.

Продължителност, по-малка от нула

Учените отдавна знаят, че понякога изглежда, че светлината излиза от материал, преди да влезе в него – ефект, считан за илюзия поради изкривяването на вълните от материята, и екипът от Торонто започва да изследва именно тези взаимодействия преди няколко години. 

Когато частици светлина или фотони преминават през атоми, някои от тях се абсорбират и впоследствие се излъчват. Това взаимодействие променя атомите и временно ги поставя в по-енергично или „възбудено“ състояние, преди да се върнат към нормалното. 

В последните етапи на изследването, под ръководството на Даниела Ангуло, екипът измерва продължителността на това състояние на възбуда. „Това време се оказа отрицателно“, обяснява физикът, тоест продължителност, по-малка от нула.

За да визуализираме тази концепция, можем да си представим автомобили, влизащи в тунел: преди експеримента е прието, че ако например средният час за навлизане на хиляда коли може да бъде 12:00 на обяд, възможно е първите коли да напуснат малко по-рано, в 11:59 сутринта. Тогава този резултат е счетен за безсмислен. Но това, което Ангуло и колегите й демонстрират, би било еквивалентно на измерване на нивата на въглероден окис, отделян от превозни средства в тунела, след като първите автомобили вече са излезли – и те откриват, че показанията са отрицателни. 

Не е пътуване назад във времето

Отне повече от две години, за да се оптимизират експериментите, проведени в лаборатория в сутерена на Университета в Торонто. Използваните лазери са били внимателно калибрирани, за да не допуснат изкривявания в резултатите. 

Никой обаче не твърди, че има възможност за пътуване във времето, бързат да уточнят изследователите. „Не искаме да кажем, че нещо се е върнало назад във времето“, подчертава г-н Стайнбърг и уточнява: „Това е лоша интерпретация.“

Обяснението се крие в квантовата механика, при която частиците се държат по размит, вероятностен начин, вместо да следват строги правила. Вместо да се придържат към фиксиран график за поглъщане и излъчване, взаимодействията възникват в спектър от възможни продължителности, някои от които се противопоставят на интуицията.

Това откритие не нарушава Специалната теория на относителността на Айнщайн, която гласи, че нищо не може да пътува по-бързо от светлината.

Откритие, което разделя

Германският теоретичен физик Сабине Хосенфелдер, която е сред скептиците, разкритикува работата във видеоклип в ЮТюб, гледан от повече от 250 000 души. „Отрицателното време в този експеримент няма нищо общо с изтичането на времето. Това е просто начин да се опише как фотоните пътуват през среда и как се променят техните фази“, подчерта тя. 

Даниела Ангуло и Ефраим Стайнбърг контрираха, като заявиха, че тяхното изследване запълва важни празнини в обяснението защо светлината не винаги се движи с постоянна скорост. Последният признава, че провокативното заглавие на статията им буди полемика, но настоява, че никой сериозен учен не е поставил под съмнение експерименталните резултати. 

Резултатите отварят нови пътища за изследване на квантовите явления, смята изследователят, но практическите приложения са неясни. „Ще продължим да мислим за това, но не искам да давам фалшиви надежди на хората“, каза той.