چرا نمی توان آینده را مانند گذشته به خاطر آورد؟
فیزیک دانان نظری دانشگاه آزاد بروکسل یک فرمول کاملاً متقارن از نظریه کوانتومی ارائه داده اند که ارتباط دقیق بین عدم تقارن و این حقیقت که ما می توانیم گذشته را به خاطر بیاوریم ولی آینده را نمی توانیم، نشان می دهد.
به گزارش جی پلالس، قوانین مکانیک سنتی مستقل از جهت زمان هستند، اما این که آیا همین قائده در مکانیک کوانتومی نیز صدق می کند موضوع بحث و گفت و گوی دانشمندان این حوزه شده است. در حالی که توافق شده است، قوانین حاکم بر سیستم های کوانتوم ایزوله متقارن با زمان هستند، اندازه گیری ها حالت یک سیستم را بر اساس قوانینی که تنها به نظر می رسد برای به پیش بردن زمان هستند، تغییر می دهد و اختلافاتی درباره تفسیر این اثر وجود دارد.
اما اکنون، فیزیک دانان نظری دانشگاه آزاد بروکسل یک فرمول کاملاً متقارن نظریه کوانتومی ارائه داده اند که ارتباط دقیق بین عدم تقارن و این حقیقت که ما می توانیم گذشته را به خاطر بیاوریم ولی آینده را نمی توانیم، معین می کند؛ پدیده ای که استفان هاوکینگ آن را پیکان زمان «روانشناختی» نامیده است.
این مطالعه دید جدیدی به مفاهیم انتخاب آزاد و علیت ارائه می دهد و نشان می دهد که لازم نیست علیت یک اصل اساسی فیزیک باشد. همچنین یک تئوری زیربنایی در مکانیک کوانتوم به دنبال اشاره یوجین ویگنر به دستور العمل های جدید برای جست و جو در فیزیک فراتر از مدل های شناخته شده، ارائه داده شده است. یافته های «اوگنیان ارشکف» و «نیکولاس کرف» در مجله « Nature Physics» منتشر شد.
این نظریه که انتخاب های ما در زمان حل می تواند به رویدادهایی که در آینده اتفاق می افتند، تأثیر گذار باشند اما گذشته را نمی توانند تغییر دهند، در قوانین نظریه کوانتوم استاندارد به عنوان یک اصل نشان داده شده است که نظریه پردازان کوانتوم آن را «علیت» می نامند.
نویسندگان این مطالعه، برای درک این اصل مفهموم واقعی انتخاب را در چارچوب نظریه کوانتوم تجزیه و تحلیل می کنند. به عنوان مثال، ما فکر می کنیم که یک آزمایشگر می تواند انتخاب کند برای انجام سیستم ارائه شده چه اندازه گیری های مورد نیاز است، اما نمی تواند نتیجه این اندازه گیری ها را انتخاب کند. به همین طریق، بر اساس قانون علیت، انتخاب اندازه گیری می تواند با نتایج اندازه گیری ها تنها در آینده همبستگی داشته باشد، در حالی که نتیجه اندازه گیری می تواند با نتایج اندازه گیری های هم گذشته و هم آینده مرتبط باشد. محققان این را به عنوان تعریف مالکیت استدلال می کنند، که بر اساس آن ما توصیف متغیر اندازه گیری را به عنوان انتخاب آزمایشگر تفسیر می کنیم، درحالی که نتیجه چیزی نیست که بتوان پیش از اندازه گیری واقعی آن مشخص شود.
از این منظر، قانون علیت می تواند به عنوان یک محدودیت در داده های موجود درباره متغیرهای مختلف در زمان های مختلف فهمیده شود. این محدودیت از آنجایی که هم انتخاب اندازه گیری و هم نتیجه اندازه گیری می تواند به عنوان یک معلول به علت شناخته شود، متقارن زمانی نیست. بر اساس این مطالعه، این ماهیت عدم تقارن ضمنی در فرمول استاندارد نطریه کوانتوم است.
«اوگنیان ارشکف» نویسنده اصلی این مطالعه می گوید: «نظریه کوانتوم بر اساس مفاهیم عدم تقارن شکل گرفته اند که منعکس کننده این حقیقت است که ما می توانیم گذشته را درک کنیم و علاقمند به پیش بینی آینده هستیم. اما قانون احتمال مستقل از زمان بوده و از دیدگاه علم فیزیک تلاش برای تدوین نظریه ای که از پایه و اساس بر اساس شرایط متقارن باشد، عاقلانه به نظر می رسد.» برای این منظور، محققان اتخاذ یک مفهوم جدید از اندازه گیری ها را که تنها بر اساس متغیر های گذشته تعریف نشده باشد، اما بتواند به متغیرهای آینده نیز وابسته باشد، پیشنهاد کردند. نیکولاس کرف می گوید:«در این روش ما پیشنهاد می کنیم، اندازه گیری ها به عنوان «انتخاب های آزاد» عوامل آن تفسیر نشوند، بلکه به سادگی داده را درباره رویدادهای احتمالی در مناطق مختلف فضا-زمان توصیف کنند.
در فرمول زمان متقارن نظریه کوانتوم که از این روش پیروی می کند، نشان داده شده است که قانون علیت و پیکان زمانی روانشناختی هر دو از آن چه فیزیک دانان وضعیت مرزی می نامند، برخاسته اند. بنابراین، به عنوان مثال، بر اساس فرمول جدید، قابل تصور است که قانون علیت در برخی از نقاط جهان نقض شود.
یکی دیگر از نتایج فرمول زمان متقارن توسعه تئوری بنیادی ویگنر است که بیان ریاضیاتی تقارن فیزیکی را مشخص کرده و مرکز درک بسیاری از پدیده ها، مانند ذرات بنیادی است. این مطالعه نشان می دهد که در فرمول جدید، تقارن می تواند به روش هایی که بر اساس فرمول استاندارد غیر مجاز است، بیان شود و می تواند پیامد های فیزیکی دور از دسترسی را به دنبال داشته باشد. یک احتمال نظری این است که چنین تقارن هایی می تواند با نظریه گرانش کوانتومی، از آنجایی که دارای شکل تحولاتی است که گمان می رود در حضور سیاه چاله ها اتفاق بیفتد، مرتبط است.
ارشکف می گوید: «کار ما نشان می دهد اگر معتقدیم تقارن زمان باید نسبتی از قوانین بنیادی فیزیکی است، باید احتمال پدیده های فراتر از قابل تصور را در نظریه کوانتوم استاندارد، در نظر بگیریم. این که آیا این پدیده ها وجود دارند و کجا باید آنها را جست و جو کنیم یک سوال بزرگ است.»
برگرفته از sciencedaily.com
دیدگاه تان را بنویسید