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Theoretical Time Travel in Quantum Physics
Enviar mensagens para o passado ficou mais fácil. Ou, como dizem as manchetes,
descobrimos uma nova maneira de enviar mensagens para o passado, e os físicos dizem que é possível
enviar mensagens de volta no tempo. Ainda mais incrível, essas manchetes são baseadas em um artigo
publicado na PRL, a principal revista da área. Como você adivinhou corretamente, ninguém ainda descobriu
como realmente enviar mensagens para o passado. Este é um estudo teórico,
mas é realmente bastante interessante. E não, não envolve um DeLorean, uma fada do tempo,
ou um buraco negro atrás de uma estante. Apenas requer um pouco de física quântica.
Vamos dar uma olhada. A física quântica
tem uma relação difícil com a causalidade. Isso ocorre porque, uma vez que você aceita que as partículas podem fazer
múltiplas coisas ao mesmo tempo, e considerando que Einstein nos diz que não há uma forma objetiva
de dizer o que acontece ao mesmo tempo, então a mecânica quântica também nos diz que, geralmente,
não se pode dizer o que aconteceu em qual ordem. A causalidade se torna tão incerta quanto o resto
da física quântica. E, claro, a primeira pergunta que você pode ter é: posso ganhar dinheiro
com isso? Quem não gostaria de dizer ao seu eu mais jovem para comprar ações da NVIDIA sem ter que criar
um buraco de minhoca no porão? O novo artigo é uma continuação de um trabalho anterior. Ele vem de
um grupo do MIT.
e o cenário que eles analisam é, grosso modo, este. Você tem um dispositivo receptor que
construiu em algum momento e que está pronto para receber mensagens do futuro. Antes de construir o
dispositivo, você não pode receber mensagens. Então você tem um estado quântico especial que você prepara e
o deixa fazer sua coisa quântica. E assim que o estado quântico tiver feito sua coisa, há um remetente que
mede o estado quântico e isso, de acordo com a ideia, injeta informação no receptor da mensagem no
passado. No novo artigo, eles mostram que isso ainda funciona se houver ruído neste canal de
comunicação. Surpreendentemente, se você quiser enviar mensagens para o passado, o ruído é
um problema menor do que se você quiser enviá-las para o futuro. Os autores terminam seu
artigo em grande estilo, referindo-se a um artigo de 1985 coescrito por E.R. Brown e M. McFly.
Ok, mas deixando o ruído de lado, o que exatamente eles dizem que devemos fazer para enviar mensagens para o passado?
Eles estão usando o que se chama pós-seleção. Isso basicamente significa que, depois de fazer
a medição do estado quântico, você só olha para resultados específicos. Veja bem,
na física quântica, normalmente não podemos prever o resultado de um experimento,
mas eles postulam que basicamente vivemos em um universo
com apenas um resultado. E então a mensagem que lhe é enviada para o passado é o resultado que
vai acontecer. Certo, mas espere. Como isso não é apenas fazer uma previsão? Bem, para mim,
este é o ponto-chave do artigo. No geral, não dá para distinguir essas duas coisas. Esqueça as
coisas quânticas por um momento. Imagine que você está apenas sentado aí com seu dispositivo que pode receber
mensagens do futuro. Ou pelo menos é o que você pensa. Ele tem uma tela e estática pisca na tela na maior parte do
a hora. Então, de repente, diz: compre NVIDIA. Você compra NVIDIA e, um ano depois, está rico. Mas
você recebeu uma mensagem do futuro ou a sua máquina é apenas boa em prever o mercado de ações?
ações. Não há como distinguir essas duas coisas. Não sei quanto a você, mas se eu tivesse
um dispositivo desses, eu não me importaria. Os físicos poderiam discutir até o fim dos tempos se
ele realmente recebe mensagens do futuro ou se é apenas incrivelmente bom em fazer
previsões. Eu estarei sentado à beira da piscina. Saúde.
Dito isso, na realidade de hoje, não podemos prever o resultado de uma medição quântica, e a pós-seleção
não é algo que você possa impor magicamente ao nosso universo. Isso significa que, para fins
práticos, o dispositivo deles funciona mais ou menos assim. Suponha que eu crie uma conta no ex-Twitter e
postar cem mil mensagens prevendo o próximo grande elemento.
terremoto para qualquer dia possível até 2100. Então, assim que acontecer, eu apago todas as mensagens
exceto uma, comemoro a previsão correta e afirmo que ela me foi dada por um viajante do
tempo. Funciona no X, não funciona na realidade. Então tenho que dar a este artigo nota 8 de 10
no medidor de baboseiras. A matemática bate, mas a interpretação deles é altamente questionável.
Que a verdadeira história aqui não é que os físicos inventaram um telefone que funciona para o ontem.
A história é que os físicos estão lentamente repensando as relações temporais,
que eu acho que são muito mais complicadas do que a simples ideia de causa e efeito
com a qual estamos acostumados, e se eles finalmente descobrirem como enviar mensagens para o passado,
Prometo que vou conversar com o meu eu do passado sobre escolhas de penteado questionáveis.
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Original transcript (English)
Sending messages into the past just got easier. Or, as the headlines put it, we figured out a new way to send messages into the past, and physicists say it's possible to send messages backwards in time. Even more amazing, these headlines are based on a paper published in PRL, the top journal in the field. As you've guessed correctly, no one's yet figured out how to actually send messages into the past. This is a theoretical study,
but it's quite interesting indeed. And no, it doesn't involve a DeLorean, a time fairy, or a black hole behind a bookshelf. It just requires a little bit of quantum physics. Let's have a look. Quantum physics. has an uneasy relation with causality. This is because once you accept that particles can do multiple things at the same time, and factoring that Einstein tells us there's no objective way
to tell what happens at the same time, then quantum mechanics also tells you that generally you can't tell what happened in which order. Causality becomes as uncertain as the rest of quantum physics. And of course, the first question you might have is, can I make money with it? Who wouldn't want to tell their younger self to buy NVIDIA stocks without having to grow a wormhole in the basement? The new paper is a continuation of an earlier work. It comes from
an MIT group. and the scenario they look at is loosely speaking this. You have a receiver device that you've built at some time and that's ready to receive messages from the future. Before you build the device, you can't get any messages. Then you have a special quantum state that you prepare and you let it do its quantum thing. And once the quantum state has done its thing, there's a sender who
measures the quantum state and that, so the idea, injects information in the message receiver in the past. In the new paper they show that this still works if there is noise in this communication channel. Amazingly enough, if you want to send messages into the past, the noise is is less of a problem than if you want to send it into the future. The authors finish their paper in style, referring to a 1985 paper co-authored by E.R. Brown and M. McFly.
OK, but leaving aside the noise, just what do they say we must do to send messages into the past? They're using what's called post-selection. This basically means that after you've done the measurement of the quantum state, you only look at specific outcomes. You see, in quantum physics, we can't normally predict the outcome of an experiment, but they postulate that we basically live in a universe
with only one outcome. And then the message that you get sent into the past is the outcome which will happen. Okay, but wait. How is this not just making a prediction? Well, to me, this is the key point of the paper. In general, you can't tell these two things apart. Forget the quantum stuff for a moment. Imagine that you just sit there with your device that can receive messages from the future. Or so you think. It has a screen and noise flickers on the screen most of
the time. Then suddenly it says, buy NVIDIA. You go buy NVIDIA and a year later you're rich. But did you get a message from the future or is your machine just good at predicting the stock market? market. There's no way to tell these two things apart. I don't know about you, but if I had such a device, I wouldn't care. Physicists could discuss until the end of time whether it does really receive messages from the future or whether it's just crazy good at making
predictions. I'll be sitting at the pool. Cheers. That said, in today's reality, we can't predict the outcome of a quantum measurement and post-selection isn't something you can magically enforce on our universe. This means that for practical purposes their device works more like this. Suppose I set up an ex-Twitter account and post a hundred thousand messages predicting the next major element.
earthquake for any possible day until 2100. Then, once it happens, I delete all messages but one, celebrate the correct prediction and claim that it was given to me by a time traveler. Works on X, doesn't work in reality. So I have to give this paper an 8 out of 10 on the bullshit meter. The maths works out, but their interpretation is highly questionable. That the real story here isn't that physicists have invented a working telephone to yesterday.
The story is that physicists are slowly rethinking temporal relations, which I think are much more complicated than the simple cause-effect idea. that we're used to, and if they finally work out how to send messages into the past, I promise I'll have a word with my past self about questionable hairstyle choices.
