Fizik, geçmişe mesaj göndermenin bir yolunu buldu

Fizik
Physics has found a loophole to send messages into the past
Genel görelilikten ve bilimkurgu sinemasından esinlenen yeni bir teknik, zamanda geriye veri göndermenin sadece mümkün olmadığını, hatta ileriye göndermekten daha kolay olabileceğini öne sürüyor.

Tam olarak saat 14:00'te, yüksek teknolojili bir laboratuvardaki bilgisayar terminali tek bir veri biti alır; basit bir '1'. Sorun şu ki, makineyi çalıştıran araştırmacı o veriyi gerçekten girip 'gönder' tuşuna saat 14:05'e kadar basmıyor. Beş dakika boyunca, henüz yaratılmamış bir bilgi parçası şimdiki zamanda var oldu. Bu, bir Christopher Nolan devam filmi için senaryo toplantısını andırıyor, ancak genel görelilik matematiği bunun sadece bir Hollywood klişesi olmadığını; fiziksel evrenimizin meşru, zihin bükücü de olsa bir olasılığı olduğunu öne sürüyor.

Bu atılımın özü, fizikçilerin Kapalı Zamansal Eğri (CTC) olarak adlandırdığı bir şeye dayanıyor. Bir CTC'yi anlamak için, uzay ve zamanı ayrı varlıklar olarak düşünmeyi bırakıp onları uzay-zaman olarak bilinen tek, esnek bir doku olarak görmeye başlamanız gerekir. Genellikle bu doku, iyi yapılmış bir çarşaf gibi nispeten düzdür. Ancak Einstein bize kütle ve enerjinin bu çarşafı bükebileceğini öğretti. Bir yerde yeterince kütle toplarsanız (diyelim ki dönen bir kara delik), çarşafı sadece çökertmekle kalmaz; aslında onu bir döngü haline getirebilirsiniz. Uzay-zamanda bir yol kendi üzerine dönerse, bu yolu izleyen bir nesne teorik olarak yolculuğuna başlamadan önceki bir ana geri dönebilir.

Zamansal U dönüşünün geometrisi

Bir solucan deliğinden hızla geçen fiziksel bir DeLorean fikri hayal gücünü harekete geçirse de, zaman yolculuğunun gerçekliği muhtemelen çok daha incelikli ve dijital olacaktır. Fizikçiler artık maddenin değil, bilginin bu döngüleri nasıl katedebileceğini inceliyor. Yeni araştırmalar, bu teorinin sınırlarını test etmek için arka bahçemizde bir kara deliğe ihtiyacımız olmadığını öne sürüyor. Bunun yerine odak noktası, CTC'lerin davranışını taklit eden iletişim protokollerinin 'geometrisine' kaydı.

Bu, sadece kazanan loto numaralarını genç halinize göndermekle ilgili değil, gerçi kaçınılmaz ilk düşünce budur. Modern hesaplama üzerindeki etkileri ise şaşırtıcı. Eğer gelecekten güvenilir bir şekilde hesaplama gücü 'ödünç alabilirsek' veya bir hesaplamayı daha bitmeden doğrulayabilirsek, mevcut yapay zeka patlamasını bir abaküs gibi gösterecek üstel bir işlem hızı sıçramasına bakıyoruz demektir. Bu, bir problemin cevabının soruyla birlikte var olabileceği 'kusursuz' bir iletişim döngüsü yaratır.

Gargantua kara deliğinden dersler

Interstellar'daki 'Tesseract'ın -başkahramanın zamanın fiziksel bir tezahürü aracılığıyla geçmişle etkileşime girdiği- görseli, zekice bir CGI parçasından daha fazlasıydı. Nobel ödüllü Kip Thorne'un filmin fiziğinin makul sınırlar içinde kalmasını sağlayan titiz matematiksel modellemesine dayanıyordu. Bu yeni araştırma, sinemayı bir kenara bırakıp ham veri transferine odaklanarak Thorne'un çalışmalarını bir adım öteye taşıyor. Yerçekimi ışığı bükebiliyorsa, bir fotonun zaman çizgisini kesinlikle bükebileceğini savunuyor.

Ancak bir engel var ve bu, filozofları ve fizikçileri geceleri uyanık tutan bir şey: Büyükbaba Paradoksu. Geçmişe, genç halinize mesaj göndermemesini söyleyen bir mesaj gönderirseniz, evren teorik olarak bozulmalıdır. Çoğu araştırmacı bunu çözmek için 'Novikov tutarlılık ilkesine' yöneliyor. Bu ilke, yalnızca geçmişin tarihinin zaten bir parçası olan mesajları gönderebileceğinizi öne sürer. Geçmişi değiştirmiyorsunuz; onu tamamlıyorsunuz. Bugün gelecekten bir mesaj aldıysanız, onu zaten alacaktınız ve beş dakika sonra onu gönderecek olan kişi zaten siz olacaktınız.

Bu 'kapalı döngü' mantığı, 'özgür irade' takıntılı beyinlerimizin kabul etmek istediğinden çok daha deterministik bir evrene işaret ediyor. Ayrıca dünya dışı zeka arayışıyla ilgili tuhaf bir olasılığı da gündeme getiriyor. Eğer bir medeniyet CTC tabanlı iletişimde ustalaşacak kadar gelişmiş olsaydı, 40.000 yıl içinde bir yanıt umuduyla uzayın boşluğuna radyo dalgaları yayınlamazlardı. Kendi zaman çizelgeleri üzerinde kendilerine mesaj göndererek, bizim için tamamen görünmez olacak, mükemmel verimli, içselleştirilmiş bir bilgi ağı oluştururlardı.

Kuantum pil ve zamanın tersine çevrilmesi

'Merhaba'yı 1994'e göndermek uzak bir hedef olsa da, kuantum teknolojisinde 'zamanın tersine çevrilmesinin' pratik uygulamasını şimdiden görüyoruz. Kuantum pillerle yapılan son deneyler, bu cihazların atom altı düzeyde zaman akışını etkili bir şekilde tersine çevirerek daha verimli şarj edilebileceğini gösterdi. Kuantum aleminde, zamanın oku şaşırtıcı derecede bulanıktır. Bir kuantum sistemini aynı anda hem 'ileri hareket eden' hem de 'geri hareket eden' bir süperpozisyon durumuna sokarak, araştırmacılar geleneksel pilleri genellikle rahatsız eden enerji kaybını atlayabilirler.

Bu sadece bir laboratuvar tuhaflığı değil. Gerçekliğin 'bileşenlerini' nasıl anladığımıza dair temel bir değişim. Onlarca yıldır standart görüş indirgemeciydi: parçacıklarla başla, atomları inşa et, molekülleri inşa et ve sonunda insanlar ve zaman ortaya çıkar. Ancak zamanın yönünü bir pili şarj etmek veya bir sinyal göndermek için manipüle edebilirsek, bu, zaman ve bilincin evren için parçacıkların kendisinden daha temel olabileceğini düşündürür. Olaylar dizisinin sadece bir arayüz olduğu bir gerçekliğin içinde yaşıyor olabiliriz ve biz nihayet geliştirici konsolunu bulduk.

Şüphecilik yüksek kalmaya devam ediyor ve haklı olarak. Birçok fizikçi, CTC'lerin matematiği kağıt üzerinde çalışsa da, onları gerçek dünyada yaratmak için gereken 'enerji koşullarının', henüz bulamadığımız negatif kütleli 'egzotik madde' olmadan imkansız olduğunu savunuyor. Ayrıca bir de 'Hawking faktörü' var; merhum Stephen Hawking, fizik yasalarının her zaman zaman yolculuğunu engellemek için komplo kuracağını çünkü, yani, gelecekten gelen turistler tarafından istila edilmediğimizi öne süren Kronoloji Koruma Sanısı'nı ünlü bir şekilde ortaya atmıştı.

Evren neden hile yapmamıza izin vermiyor olabilir?

Bu araştırmada son, daha karanlık bir gerilim var. Eğer sinyalleri milisaniyeler gibi kısa sürelerde bile olsa geçmişe göndermeyi çözebilirsek, bu durum mevcut tüm siber güvenlik biçimlerini anında geçersiz kılar. Modern şifreleme, bir anahtar üretilmeden önce onu bilemeyeceğiniz gerçeğine dayanır. Eğer bir bilgisayar korsanı anahtarı gelecekten alabilirse, kuantum şifrelemenin 'kırılamaz' duvarı çöker. Aslında, kazananın rakibinden bir saniyenin kesri kadar daha ilerisini görebilen olduğu bir 'zamansal silahlanma yarışından' bahsediyoruz.

Ayrıca vücudumuzun kullandığı biyolojik sinyallerle de yüzleşmek zorundayız. Organ iletişimi üzerine yapılan yeni araştırmalar, hücrelerimizin dokuları onarmak ve yaşlanmayı yavaşlatmak için 'gizli sinyaller' kullandığını, bunun da içselleştirilmiş bir geri bildirim döngüsüne şüphe uyandıracak kadar benzer bir şekilde çalıştığını gösteriyor. Eğer biyolojimiz hasar oluşmadan önce 'tahmin etmeyi' çözdüyse, doğanın bizi bir fizik atılımında ilk geçişi olmayacaktır. Organlarımız, vücudun dengesini korumak için küçük bir zamansal boşluk boyunca 'konuşuyor' olabilir; bu, tutarlılık ilkesinin biyolojik bir versiyonudur.

Şimdilik, geçmişe mesaj gönderme yeteneği kırılgan, teorik bir zafer olarak kalıyor. Genel göreliliğin karmaşık denklemlerinde ve kuantum bitlerinin titreyen durumlarında var. Ancak fizik yasalarının bu sorunun sorulmasına bile izin vermesi derin bir değişimdir. Eskiden üç boyutlu kafesimizi keşfeden uzayın efendileri olduğumuzu düşünürdük. Şimdi, dördüncü boyutun bir kafes olmadığı, sadece çok uzun, çok karmaşık bir ip parçası olduğu ve nihayet nasıl düğüm atılacağını öğrendiğimiz anlaşılıyor.

Bir dahaki sefere bir barda olduğunuzda ve biri geç kaldığı için şikayet ettiğinde, onlara bilimsel bir kesinlikle 'geç kalmanın' bir bakış açısı meselesi olduğunu söyleyebilirsiniz. Eğer bir kara delikleri ve çok özel bir kuantum dolanıklık protokolleri dizileri olsaydı, evden çıkmadan on dakika önce varmış olabilirlerdi. Sadece daha kazanmadıkları parayla bir sonraki turu ısmarlamalarını beklemeyin.

James Lawson

James Lawson

Investigative science and tech reporter focusing on AI, space industry and quantum breakthroughs

University College London (UCL) • United Kingdom

Readers

Readers Questions Answered

Q Fizik bağlamında Kapalı Zamansı Eğri nedir?
A Kapalı Zamansı Eğri (veya CTC), uzay-zaman dokusu içerisinde kendi üzerine dönen teorik bir yoldur. Einstein'ın genel görelilik kuramına göre, dönen kara delikler gibi nesnelerin yarattığı muazzam kütleçekimsel kuvvetler, uzay-zamanı öylesine büker ki bu eğriyi takip eden bir nesne veya sinyal kendi geçmişine geri dönebilir. Bu geometri, dijital verilerin zamanda geriye doğru iletilmesine ilişkin teoriler için matematiksel bir temel oluşturur.
Q Novikov kendiyle tutarlılık ilkesi, paradokslar olmadan zaman yolculuğunu nasıl açıklar?
A Novikov kendiyle tutarlılık ilkesi, bir zaman yolcusu tarafından gerçekleştirilen her türlü eylemin zaten tarihin bir parçası olduğunu ileri sürer. Geçmişi değiştirip bir paradoks yaratmak yerine, yolcu yalnızca zaten gerçekleşmiş olan olayları yerine getirmektedir. Bu ilke, zamanda geriye gönderilen bilginin kapalı ve mantıksal bir döngünün parçası olduğu deterministik bir evrene işaret eder; böylece zaman çizgisinin kararlı ve kendi kendini düzelten yapısı korunarak ünlü Büyükbaba Paradoksu gibi çelişkiler engellenmiş olur.
Q Kuantum süperpozisyonu, modern zaman tersinirliği deneylerinde nasıl bir rol oynar?
A Kuantum mekaniğinde zamanın oku, klasik fizikteki kadar katı değildir. Yakın zamandaki deneyler, parçacıkların aynı anda hem ileri hem de geri yönde hareket eden durumlarda bulunmasını sağlamak için süperpozisyonu kullanmaktadır. Bu teknik, standart enerji dağılımını atlayarak şarj verimliliğini artırmak amacıyla kuantum pillerine uygulanmaktadır. Bu gelişmeler, insanlar için fiziksel zaman yolculuğu henüz uzak olsa da, atom altı bilginin zamansal akışını manipüle etmenin giderek bir laboratuvar gerçeği haline geldiğini göstermektedir.
Q Birçok fizikçi neden zamansı döngülerin uygulanabilirliği konusunda şüpheci kalmaya devam ediyor?
A Şüphecilik, kararlı bir Kapalı Zamansı Eğri oluşturmak için gereken aşırı fiziksel gereksinimlerden kaynaklanmaktadır. Teorik modeller genellikle doğada henüz keşfedilmemiş olan negatif kütleye sahip egzotik madde gerektirir. Ayrıca, Stephen Hawking'in Kronoloji Koruma Sanısı, fizik yasalarının zaman döngülerinin oluşmasını engellemek için muhtemelen müdahale edeceğini savunur. Eleştirmenler ayrıca, gelecekten gelen doğrulanmış sinyallerin veya ziyaretçilerin eksikliğinin, zamansal iletişimin önünde doğal engeller bulunduğuna işaret ettiğini belirtmektedir.

Have a question about this article?

Questions are reviewed before publishing. We'll answer the best ones!

Comments

No comments yet. Be the first!