“Teemme valinnan tarkastella ilmiötä joka on mahdotonta, absoluuttisen mahdotonta, selittää millään klassisella tavalla, ja jonka ytimessä on kvanttimekaniikka. Todellisuudessa se pitää sisällään ainoan mysteerin.” — Richard Feynman, nobel-palkittu fyysikko (Radin, Dean. Entangled Minds: Extrasensory Experiences in a Quantum RealityNew York, Paraview Pocket Books, 2006)

”Ajan” käsite on omituinen, ja kvanttifysiikan maailma on vielä omituisempi. Havaituista ilmiöistä, jotka uhmaavat logiikan ymmärrystämme, ei ole puutetta, nämä tuovat mukanaan ajatuksia ja tunteita — itse tietoisuuden, ja  post-materialistisen maailmankuvan universumista. Tämä ei ole sen paremmin esitetty klassisen kaksoisrakokokeen avulla, jota fyysikot ovat (toistuvasti) käyttäneet tutkimaan tietoisuuden roolia fyysisen todellisuuden muokkaamisessa ja siihen vaikuttamisessa. (lähde) Fyysisen materiaalisen universumin dominantti rooli jätettiin taakse heti kun kvanttimekaniikka astui mukaan kuvioon. Se järisytti koko tieteen perustuksia, ja se jatkaa sen tekemistä tänäänkin.

“Pidän tietoisuutta perustavanlaatuisena. Pidän materiaa tietoisuudesta johdettuna. Me emme pääse tietoisuuden taakse. Kaikki mistä me puhumme, kaikki mitä me pidämme olemassaolevana, olettaa tietoisuuden olemassaolon.” — Max Planck, kvanttiteorian alkuunpanija, nobelin fysiikanpalkinnon voittaja vuonna 1918

On olemassa myös toinen uraauurtava, omituinen koe joka on syvästi vaikuttanut ymmärrykseemme todellisuuden luonteesta, erityisesti, sen luonteeseen mitä kutsumme ”ajaksi”.

Koe tunnetaan nimellä ”viivästetyn valinnan” koe, tai ”kvanttipartaveitsi”, ja sitä voidaan pitää kaksoisrakokokeen muokattuna versiona.

Ymmärtääksemme viivästetyn valinnan koetta, täytyy ymmärtää kaksoisrakokokeen kvanttiluonnetta.

Tässä kokeessa pieniä materian hiukkasia (fotoneja, elektroneja tai mitä tahansa atomin kokoisia kappaleita) ammutaan kohti sermiä jossa on kaksi rakoa. Toisella puolella sermiä videokamera tallentaa sen minne mikäkin fotoni osuu. Kun tiedemiehet sulkevat yhden raon, kamera näyttää meille odotetun kuvion, kuten allaolevassa videossa. Mutta kun molemmat raot avataan, syntyy interferenssikuvio — ne alkavat käyttäytyä kuin aallot. Tämä ei tarkoita että atomikappaleet havaitaan aaltona (vaikka viimeaikoina on tällainen havainto onkin tehty), ne vain käyttäytyvät tuolla tavalla. Se tarkoittaa, että jokainen fotoni yksilöllisesti käy läpi molemmat raot samaan aikaan ja interferoi itsensä kanssa, mutta se käy myös läpi yhden raon, sekä toisen erikseen. Lisäksi se välttää käymästä kummankaan raon läpi. Yksittäinen materian hiukkanen muuttuu potentiaalien ”aalloksi”, joka ilmaisee itsensä useana todennäköisyytenä. Tämän takia näemme interferenssikuvion.

Kuinka yksittäinen materiahiukkanen voi olla olemassa ja ilmaista itseään useassa tilassa, ilman minkäänlaisia fysikaalisia ominaisuuksia, kunnes se ”mitataan” tai ”havaitaan”? Lisäksi, miten se valitsee polkunsa, kaikista mahdollisista poluista?

Kun ”havaitsija” päättää mitata ja katsoa minkä raon läpi materiahiukkanen menee, potentiaali”aallon” polut romahtavat yhdeksi ainoaksi poluksi. Hiukkanen muuttuu potentiaali”aallosta” jälleen hiukkaseksi ja saa näin yhden ainoan polun. Se on aivan kuin hiukkanen tietäisi että sitä seurataan. Havaitsijalla on tietynlainen efekti hiukkasen käyttäytymiseen.

Voit katsoa visuaalisen esityksen kaksoisrakokokeesta täältä.

Kvanttiepävarmuus määritellään kykynä, “subatomaaristen kvanttimekaanisten lakien mukaan hiukkanen kuten elektroni on olemassa hämäräperäisessä mahdollisuuksien tilassa — ollakseen missä tahansa, kaikkialla tai ei missään — kunnes se napautetaan todelliseksi laboratorion havainnointilaitteella tai silmällä.” (New York Times)

Viivästetty valinta, kvanttipartaveitsi, aika

Joten miten kaikki tämä informaatio liittyy ajan käsitteeseen? Aivan kuten kaksoisrakokoe esittää meille miten tietoisuuteen liittyvät tekijät romauttavat kvanttiaaltofunktion (materiahiukkanen joka on olemassa useassa potentiaalisessa tilassa) yksittäiseksi hiukkaseksi jolla on määritellyt fyysiset ominaisuudet (ei enää aalto, kaikki nuo potentiaaliset tilat ovat nyt yksi), viivästetty valintakoe esittää kuinka nykyhetkessä tapahtuvat asiat voivat muuttaa menneisyyttä. Se näyttää myös kuinka aika voi mennä taaksepäin, kuinka syy ja seuraus voidaan kääntää, ja kuinka tulevaisuus saa aikaan menneisyyden.

Kuten kvanttikaksoisrakokoe, viivästetty valinta on osoitettu ja toistettu useita kertoja. Esimerkiksi fyysikot Australian kansallisesta yliopistosta (The Australian National University, ANU) ovat suorittaneet John Wheelerin viivästetyn valinnan ajatuskokeen,  jonka löydökset on julkaistu hetki sitten Nature Physics -journalissa. (lähde)

Vuonna 2007 (Science 315, 966, 2007), tiedemiehet Ranskassa ampuivat fotoneja laitteeseen ja näyttivät, että heidän toimensa voisivat retroaktiivisesti muuttaa jotain joka oli jo tapahtunut.

“Jos me yritämme antaa objektiivista merkitystä yksittäisen systeemin kvanttitilalle, syntyy mielenkiintoinen paradoksi: kvanttiefektit sekä mukailevat välitöntä toimintaa-tietyllä-etäisyydellä, että, kuten tässä nähdään, vaikuttavat tuleviin menneisyyden tapahtumiin, jopa senkin jälkeen kun nämä tapahtumat ovat peruuttamattomasti kirjattu ylös.” – Asher Peres, kvantti-informaatioteorian pioneeri (lähde)(lähde)(lähde)

Lista jatkuu ja jatkuu, ja sen ensimmäisenä julkisti John Wheeler vuonna 1978, minkä takia tätä artikkelia ei päätetä hänen slityksellään viivästetyn valinnan kokeesta. Hän uskoi, että koe selittyi parhaiten kosmisessa mittakaavassa.

Kosmisen mittakaavan selitys

Hän pyytää meitä kuvittelemaan tähden, joka emittoi fotonin miljardi vuotta sitten, joka on matkalla kohti maapalloa. Siinä välissä on galaksi. Niinkutsutun gravitaatiolinssi-ilmiön johdosta valon tulee taipua galaksin ympäri päästäkseen maapallolle, joten sen täytyy valita kahdesta polusta, mennä vasemmalle tai oikealle. Miljardeja vuosia myöhemmin, mikäli joku päättää laittaa pystyyn laitteen jolla ”kaapata” fotoni, tämän seurauksena syntyvä kuvio olisi (kuten selitetty yllä kaksoisrakokokeesta) interferenssikuvio. Tämä kertoo sen, että fotoni meni yhtä polkua, ja sitten se meni toista polkua.

Voitaisiin myös ”kurkkia” tulevaa fotonia, pystyttää teleskooppi kummallekin puolelle galaksia määrittämään kumman suunnan fotoni otti päästäkseen maapallolle. Pelkkä mittaamisen teko itsessään tarkoittaa jo, että se voi tulla vain yhdeltä puolelta. Kuvio ei enää ole interferenssikuvio joka esittää useita mahdollisuuksia, vaan yksittäinen kasaumakuvio jossa näkyy ”yksi” polku.

Mitä tämä tarkoittaa? Se tarkoittaa, että valintamme miten mitata ”nykyisyyttä” vaikuttaa siihen, minkä suunnan fotoni otti miljardia vuosia sitten. Valintamme nykyhetkessä vaikuttivat siihen mitä menneisyydessä oli jo tapahtunut….

Tässä ei ole mitään järkeä, joka on yleinen ilmiö silloin kun puhutaan kvanttifysiikasta. Huolimatta kyvystämme tehdä siitä selkoa, se on totta.

Tämä koe myös viittaa siihen, että kvanttilomittuminen (joka on myös todistettu, lue aiheesta lisää täältä) on olemassa huolimatta ajasta. Mikä tarkoittaa, että kaksi materiabittiä voivat itse asiassa olla lomittuneita, ajassa.

Aika siten kun me sitä mittaamme ja sellaisena kuin me sen tunnemme, ei ole olemassa.

Artikkelin julkaissut Collective Evolution