Kan de toekomst het verleden veranderen?

Je verleden beïnvloedt je heden en het heden verandert je toekomst. Maar als de tijd iets was als ruimte, heeft de toekomst dan ook invloed op het verleden en het heden? Een opmerkelijke studie suggereert dat dit inderdaad zou kunnen en het bewijs werd gevonden in de wereld van de kwantummechanica.

Wetenschappers in de VS hebben een reeks nieuwe experimenten bedacht om de kwantummechanische eigenschappen van deeltjes te onderzoeken. Deze deeltjes hebben een staat die niet alleen onbekend, maar absoluut ongedefinieerd is voordat het gemeten wordt. Professor Kater Murch van de Washington University heeft ontdekt dat door de uitkomst van de toestand van een deeltje in de toekomst te kennen, haar toestand in het verleden wijzigt.

Met andere woorden, in de wetenschap kunnen toekomstige gebeurtenissen het verleden veranderen. Indien dit het geval zou zijn in de wereld die wij kennen, dan zou dat betekenen dat wat we nu doen beïnvloed is door de beslissing van een toekomstige versie van onszelf.

Dit alles blijft theorie, maar natuurkundigen hebben apparaten ontwikkeld waarmee ze deze kwetsbare kwantumsystemen kunnen meten om te zien of de theorie echt het geval is in de kwantumwereld. Professor Kater Murch gebruikte deze techniek om te kijken naar de kwantumtoestand van twee deeltjes in verschillende fasen van hun ontwikkeling.

Het apparaat dat Murch gebruikte, is een eenvoudig supergeleidend circuit dat in kwantumruimte komt wanneer het wordt afgekoeld tot aan het absolute nulpunt. Het team van Murch maakte gebruik van de onderste twee energieniveaus van de qubit, een kwantumsysteem met twee staten (in een klassiek systeem zou een deeltje maar één toestand kunnen hebben). Tussen deze twee staten, zijn er een oneindig aantal kwantumtoestanden. Als de fotonen (lichtdeeltjes) het circuit verlaten, geven zij informatie over het kwantumsysteem.

Zwakke metingen verstoren de qubit niet, terwijl sterke metingen met resonante fotonen de ene of de andere staat verstoren. Murch speelde dus een kwantumraadspel met de qubit. "We beginnen elke meting door de qubit in superpositie van de twee staten in te voeren. Dan doen we een krachtige meting maar verbergen het resultaat, waarna we het experiment voortzetten met zwakke metingen," legt hij uit.

Vervolgens proberen ze het verborgen resultaat te raden. "De kans dat je juist gokt, is slechts 50%," zei Murch. "Maar je kunt ook proberen de toestand te berekenen van achteren naar voren met zoiets als een matrix. Je neemt alle vergelijkingen en zet ze op hun kop. Ze werken nog steeds en je kunt gewoon het traject van achteren naar voren overlopen. Dan hebben we dus een traject dat achterwaarts en een tracject dat voorwaarts beredeneerd wordt. Als we naar beide kijken en de informatie bekijken, dan krijgen we iets als een voorspelling die we achteraf maakten. Dat noemen we retrodictie," legt Murch uit.

Het verbazingwekkende aan retrodictie is dat het 90% accuraat is. Wanneer de natuurkundigen hun resultaat vergeleken met de meting van het systeem, waren ze 9 van de 10 keer correct.

Dit suggereert dat in de kwantumwereld tijd zowel vooruit als achteruit draait, terwijl in de klassieke wereld tijd alleen vooruit gaat. Professor Murch verklaarde in de DailyMail dat je het kan vergelijken met sleutels die je niet meer kan vinden. "In de kwantumwereld kunnen ze gelijktijdig in alle kamers van het huis liggen. Als je ze uiteindelijk ergens in de keuken vindt, is het in de klassieke wereld duidelijk dat ze daar altijd al waren, maar in de kwantumwereld is dat allerminst zeker. We kunnen nu achteraf een inschatting maken waar ze in het verleden zouden liggen."

Dit impliceert dat de gemeten kwantumtoestand ergens informatie bevat van zowel de toekomst als het verleden. En die macht impliceert dat een moment, dat in onze klassieke wereld 1 pijl is, in de kwatumwereld een dubbele pijl is.

"Het is niet duidelijk waarom in de echte wereld, die uit veel deeltjes bestaat, tijd alleen voorwaarts gaat," voegde hij eraan toe. "Maar heel veel mensen zijn bezig met dat probleem en ik verwacht dat het zal opgelost worden in de komende jaren."