Tijdreizen bestaat! Of toch niet?

Verander het verleden en geniet van de toekomst. Het lijkt me ideaal!

Experimenteel bewijs

Er zijn in de afgelopen drie decennia onderzoeken gedaan, die suggereren dat de toekomst het verleden kan beïnvloeden. Goed, dat was op het piepkleine kwantumniveau, maar toch…

Het klinkt zo goed, dat we er best even over kunnen nadenken, want zou het niet heerlijk zijn als we het verleden kon veranderen? Als je aan je vroegere zelf tips kon geven om rijk te worden. Als je jezelf kon waarschuwen voor fouten die je gaat maken. Als je als ouder je problemen in de opvoeding van je kinderen kon voorkomen. Als je…

Ja, dat zou geweldig zijn, maar natuurlijk kan het niet. Of misschien toch? Even een beetje natuurkunde…

De pijl van de tijd

De natuurwetten, zoals wij die op dit moment kennen, zijn allemaal tijdsymmetrisch. Met andere woorden: ze hebben geen voorkeur voor een tijd die vooruit gaat of achteruit. De enige – en echt harde – uitzondering is de Tweede Hoofdwet van de Thermodynamica: een gesloten systeem beweegt zich altijd un de richting van meer wanorde. Meer chaos, of in de exacte term: meer entropie.

Toch ervaren mensen uitsluitend een tijd die vooruit gaat. Ligt dat aan de invloed van die tweede hoofdwet, of ligt het aan onszelf? Creëert ons bewustzijn misschien de pijl? Is tijd een illusie, veroorzaakt door ons brein die de omgeving voor ons interpreteert en tegelijk misschien vereenvoudigt?

Het zou aardig zijn als we een experiment zouden kunnen bedenken, waarin de pijl achteruit wijst. Ah, en dat blijkt nog niet zo eenvoudig.

Kwantumwisser en Delayed Choice

De experimenten zijn gebaseerd op theorieën uit de jaren ’70. De meest eenvoudige heet ‘de kwantumwisser’ en de geavanceerdere varianten heten ‘delayed choice’.

John Wheeler baseerde zijn gedachten-experiment op het bekende (maar heel vreemde) verschijnsel dat in een één-spleet-experiment elektronen zich gewoon als deeltjes gedragen, maar in een twee-spleten-experiment plotseling een interferentie-patroon vertonen. Dat laatste kan alleen kan als het golven zijn.

Blijkbaar ‘kiest’ het elektron of het zich als een deeltje of als een golf laat zien. Maar dan is de logische vraag: hoe weet een elektron in vredesnaam of er in een opstelling één of twee spleten zitten?

In allerlei opstellingen is vervolgens door onderzoekers geprobeerd het elektron te foppen: op het laatste moment een spleet openen of sluiten (zelfs zonder dat de onderzoeker het zelf weet), achteraf spleten open of dicht laten zijn – er is enorm veel creativiteit in gestoken (via de links kun je hier veel meer lezen). Langzaam kwam het vreemde resultaat bovendrijven: de waarschijnlijkheidsgolf van het elektron strekt zich uit naar het verleden!

Vreemde resultaten…

In het bekende Delayed-Choice Quantum Eraser experiment uit 1999 werd de informatie over welke route het deeltje nam (de which-way information) eerst opgeslagen, maar daarna op een slimme manier gewist voordat het deeltje het scherm raakte.

Zodra de informatie werd gewist, keerde het golfpatroon direct terug. Dit bewees onomstotelijk dat de wetten van Wheeler kloppen: de natuur houdt alle opties open, tot het moment dat de informatie definitief en onomkeerbaar in onze realiteit wordt vastgelegd. De waarnemer bepaalt (‘met terugwerkende kracht?’) de uitkomst.

In deze en andere slim bedachte opstellingen vervaagt op kwantumschaal het onderscheid tussen gebeurtenissen in het verleden en die in de toekomst: metingen die je doet op een later tijdstip, kunnen het resultatenpatroon van eerdere metingen bepalen. De richting van tijdsverloop is niet meer eenduidig.

Het onderzoek werd gedaan aan zgn ‘verstrengelde’ deeltjes. Daarvoor bleek te gelden – zoals een onderzoeker het ‘zo simpel mogelijk’ zei: de latere keuze voor een meting had gemiddeld invloed op eerdere resultaten van een andere meting.

Voor de duidelijkheid: de onderzoekers menen dat er geen informatie terugreist in de tijd reist. Het ‘retrocausale verband’ wordt pas zichtbaar wanneer de resultaten van beide metingen achteraf met elkaar worden vergeleken. Het is nooit waarneembaar vóórdat de latere meting is voltooid. Tenminste: zo lijkt het op dit moment te zijn – het experimenteren gaat nog steeds door.

Het is wel duidelijk dat in de kwantummechanica resultaten uit het verleden soms gevoelig zijn voor beslissingen uit de toekomst.

Betekent dit tijdreizen?

Nee, voor degenen die dat graag zouden willen, is er (nog?) geen reden om vrolijk te worden:

1) het is op kwantumschaal (kleiner dan microscopisch);

2) sommige onderzoekers noemen het resultaat ‘statistisch’, dus een gemiddeld effect over meerdere metingen;

3) er kan (op dit moment?) volgens deskundigen geen informatie naar het verleden sijpelen;

4) het bepalen van de betekenis van de metingen hoort bij de Kopenhaagse interpretatie van kwantumtheorie, en die is niet onomstreden.

Ondanks al die nuanceringen, hebben sommige natuurkundigen, waaronder John Wheeler, geopperd dat het universum zelf een ‘participatief karakter’ heeft. Dat betekent in dit geval dat huidige waarnemingen een rol spelen bij het bepalen van aspecten van het verleden.

Het is een radicale opvatting. Zéér omstreden. Maar boeiend! En bovendien: (nog?) niet definitief door experimenteel bewijs uitgesloten. Het is te begrijpen dat er onder natuurkundigen heftig over wordt gediscussieerd en dat er steeds nieuwe varianten op de experimenten worden verzonnen en uitgevoerd. Het verleden veranderen, al is het nog maar zo weinig… Het lijkt wel een sprookje!

Verhaaltjes

Het hele verhaal van hierboven is natuurlijk een snoeptrommel voor harde SF. Ikzelf heb er driftig in gegraaid.

1. Jezelf in het verleden tips geven om rijk te worden? Ja, dat zou ik graag doen! Lees hoe het zou kunnen werken in ‘John Karma – een SF-sprookje’. Alleen als ebook, te vinden op oa: https://www.kobo.com/nl/nl/ebook/john-karma-een-sf-sprookje

2. Fouten in de opvoeding van je kinderen verbeteren? Net als iedere ouder lijkt me dat geweldig. Of het lukt? Lees dat in het korte verhaal ‘Haar ware zelf’. Het staat in de bundel ‘Zwervers’. Meer info op https://www.wettum.org/zwervers

3. Wil je weten hoe de grote wetenschappelijke geesten (zoals Einstein en Bohr) zélf het verleden manipuleren voor het winnen van hun meedogenloze discussies? Lees dan (gratis) het korte digitale SF-verhaal ‘Het unificatiecriterium van Bottenschied’ op de website van Fantasize: https://www.fantasize.nl/actueel/vertelling-het-unificatiecriterium-van-botteschied-charles-van-wettum/

Links

De theoretische basis voor de ‘delayed choice’ ligt bij John Wheeler (artikelen uit 1978, 1983). Het experiment werd in 2000 gepubliceerd door Yoon-Ho Kim, R. in Physical Review Letters Kijk hier: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.84.1

Meer over Delayed Choice: https://de.wikipedia.org/wiki/Delayed-Choice-Experiment

Meer over de Kwantumwisser: https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenradierer