A fénynél is gyorsabban

Teljesen téves az elképzelésünk a térről, időről, de még a logika fogalmáról is - ez derül ki a CERN múlt nyári kísérletéből. A piros kapszulát választjuk, és megnézzük, milyen mély a nyúl ürege.

Miközben 2008 nyarán a tudományos világ az építése végéhez közeledő, több milliárd eurós LHC-ra figyelt, az ottani tudósok amúgy "mellékesen" elküldtek kirándulni két piciny fényrészecskét két közeli városba. Valójában egyetlen olyan fotonról van szó, amelyet optikai módon (tükrökkel) szétválasztottak, és a két, immár függetlenül mozgó felét pedig üvegszálas kábelen jó messze távolították egymástól. Mindössze 18 kilométer volt közöttük, amikor megérkeztek az üvegszál végén lévő érzékelőkhöz, és mégis történelmet írtak. Ugyanis, amikor megmérték annak jellemzőit az egyik oldalon, ugyanabban a pillanatban megváltozott a másik állapota is. Nem egy szempillantás, nem is egy milliárdod másodperc múlva, hanem - a mérési hibahatáron belül - valóban azonnal.

A tudomány jelenlegi állása szerint azonban semmi - így anyag, energia és információ sem - terjedhet gyorsabban a fénynél. Vagyis, az egymástól 18 km-re lévő fotonpár tagjai egyszerűen nem tudhattak volna "azonnal" a másik fél megváltozásáról, csak bizonyos idő elteltével (ami körülbelül néhány tízezred másodperc ezen a távon). Ezért a kutatók újra és újra ellenőrizték a méréseiket, a kísérletet többször megismételték, még a Föld forgását és nap körüli keringését is kizárták, végül kijelentették - a kapott eredmények bár elképesztőek, mégis helyesek,és eredményeiket publikálták a Nature című tudományos folyóiratban. Ezzel kvázi legitimitást nyert valami, ami - bárhogy is történt - teljesen megváltoztathatja világképünket. Vagy mégsem? A tudósok szerint van más magyarázat is a történtekre. Ez az alternatíva azonban még a fénysebesség átlépésénél is vadabb, elképesztőbb, következményei szinte felfoghatatlanok.

 Ragadjunk meg egy csésze kávét, és felejtsünk el mindent, amit a valóságról tudni véltünk: világunk más, mint amilyennek látszik.

Tartalom

• A média szerepe
• Az igazi X-akták
• A fénysebesség jelentősége
• C, a világ legváltozóbb állandója
• Az M87-es galaxis
• Az éter, a vákuum, a tér és a közegellenállás
• A Cserenkov-sugárzás, neutrínók, és a sötét anya
• Vannak egyáltalán mértékegységeink?
• A kvantum-nonlokalitás és párkeltés
• A szuperlumináris kommunikáció problémaköre
• A Bell-inekvalitás korlátai és a telepátia
• Retro-kauzalitás és az ok-okozati viszony megdőlése
• A megbomlott téridő
• A tudományos világ megosztottsága
• A legfontosabb források, linkek
• Zárszó
• A média és a tudományos világ reakciója

 

 

Hogy lássuk a nagyobb képet, legelőször azt kell megértenünk, hogy miért nem lett nagyobb visszhangja az elképesztő kísérletnek. Amikor a hír napvilágot látott, a populáris média (értsd hazai és nemzetközi hírportálok, ismeretterjesztő televíziók, stb.) lehoztak néhány cikket és interjút meglehetősen bulváros hangvétellel ("A fénysebességnél gyorsabb kommunikáció történhetett", "Időutazás tanúi lehettünk", vagy éppen "Hamarosan teleportálhatjuk magunkat" címekkel - ezeket két legnagyobb hírportálunk is átvette akkoriban). Aztán nagy csend következett. Mivel senki nem repkedett teleporton azóta, és nem is kedvenc szőke énekesnőnk bájairól, vagy éppen valamelyik szappanopera/valóságshow celebjeinek botlásairól szólt, a közvélemény eltemette ezt is a sok, összefüggéstelen és érthetetlen (a mindennapi életben haszontalannak tekintett) emlék-kacat közé.

De mi történt a tudományos világgal? Miért nem ez lett hirtelen a legelső és legfontosabb fizikai, matematikai kutatási irány, minden mást félresöpörve? Hiszen, ha mindezt kísérletileg igazolták, az megdönteni látszik szinte minden megkérdőjelezhetetlennek hitt axiómát, amikre egész világképünk épül. A válasz meglepő (és egyáltalán nem mulatságos). Mindezt (mármint a fénysebességnél gyorsabb távolba hatást) már a 20-as évek óta sejtették, a 80-as években kísérleteztek vele, az ezredforduló óta pedig legalább tucatnyi kutatócsoport ugyanerre az eredményre jutott Olaszországtól az Egyesült Államokig egyaránt. Tudták, hogy létezik a fénysebességnél gyorsabb távolba hatás, a tudományos világ csúcsa teljesen tisztában volt a jelenséggel. Már Einstein, és a félig holt, félig élő macskájáról elhíresült Schrödinger is aktív levelezést folytatott az ügyben, Einstein "Spooky action at the distance" (Különös hatás a távolban) néven említette. Aztán Bell (igen, az a Bell), Rosen és még jó néhányan a fénysebességnél gyorsabb kommunikáció lehetőségét vizsgálták ennek segítségével, rengeteg elméletet publikálva még az 50-es években.

Tehát, nyílt titokról van szó, mégis, szinte soha nem hallottunk erről semmit. De miért? Miért nem hallottunk róla az általános iskolában, középiskolában, vagy éppen a legtöbb egyetemen? Lehet, hogy a kutatók szándékosan, vagy véletlenül félreértelmezték a jelenséget? Esetleg tapintatosan nem akarták megzavarni mindennapi életünket olyan bonyolult összefüggések nyilvánosságra hozatalával, amiket még azok sem volnának képesek feldolgozni, akik egyébként kenik-vágják a speciális és általános relativitás-elméletet? Pedig valljuk be, kevesen vagyunk akik értik ezt az időfizika alapjainak számító tudományos tézist, amelyet ráadásul éppen cáfolni készülünk. Milyen következményei lennének egy még ennél is elképesztőbb igazságnak?

Az igazi X-akták

 Az FBI különleges és paranormális jelenségekkel foglakozó, 9 évadot megért sorozat több századik részében már megmosolyogtuk a kissé komikus cigarettás ember ezredszer elhangzó érvelését - "Mulder, az emberek még nincsenek felkészülve az igazságra", "Ha a világ tudná amit mi, pánik törne ki, és a társadalom összeomlana", és még sorolhatnánk. A valóság azért sokkal ijesztőbb, mert nem kellenek hozzá szörnyek, ufók, invázió vagy kicsiny zöld emberkék.

Ha teljes mélységében megértenénk, talán valóban nem volnánk képesek feldolgozni azon összefüggéseket, amiről cikkünk szól. Közülünk hányan volnának képesek elfogadni azt, hogy a jövő okozza a múltat, és nem fordítva? Hányan tudnák elfogadni, hogy egyszerre lehetnek két, vagy még több helyen? Pedig a fénysebességnél gyorsabb távolba hatás pontosan ezeket eredményezi, ill. vetíti előre egyben.

Miért fontos a fénysebesség egyáltalán?

Azért, mert elvben nem létezhet nagyobb sebessége ennél a Földön, és a Világegyetemben máshol sem, (legalábbis az általános időfizika szerint). Konkrétan, éppen az Einsteini relativitás elmélet szerint lehetetlen ez, és ezt közel 80 éve elfogadva a teljes űrtechnológiánkat erre építünk, a műholdas televíziózástól kezdve az űrhajózáson át a GPS rendszerekig. De miért tettük ezt? Talán azért, mert az Einsteini egyenletek és a kitüntetett pont nélküli vonatkoztatási rendszerek viszonylatában egészen máig helyesnek tűntek.

Rengeteg dolgot megjósoltak, amit később sikerült is igazolni (pl. a Merkúr pályaeltolódása vagy a fény elhajlása a Nap mellett), és mert elmélete sikerrel váltotta fel a Newtoni mechanikát. Való igaz, hogy ha a Newtoni mechanikára alapoznánk, a műholdjaink már rég lezuhantak volna, az űrszondák soha nem érnének célba, a GPS-rendszerek pedig néhány kilométerrel arrébb helyeznék a sarki boltot. Az relativitás-elmélet tehát praktikusan remekül bevált, így szinte mindenki elfogadta azt. De következik-e ebből az, hogy igaz? És egyáltalán, miért olyan fontos a relativitás alaptételéül szolgáló fény sebessége?

C, a világ legváltozóbb állandója

A fény sebessége 300 000 km/sec, tanulhattuk az általános iskolában. A fény sebessége 300 000 km/sec vákuumban - tanulhattuk középiskolában. A fény sebessége körülbelül 300 000 km/sec, attól függően, hogy milyen anyagban halad, a közeg törésmutatójától függően - tanulhattuk egyetemen. Azonban a vákuumban értelmezett fénynél semmi sem mehet gyorsabban, és ez a sebességállandó - tették hozzá ekkor is, sietve. De miért ennyi a fény sebessége, és miért nem mehet a fény gyorsabban, mint 300 000 km/sec? És mennyire biztos ez?

Az M87-es galaxis

A mellékelt kép nem trükkfelvétel, annak hitelességét senki nem vonja kétségbe. A Hubble űrtávcső készítette 1994 és 2001 között egy távoli csillagrendszerről, amiben heves anyagkilökődés történt. A felvétel szerint 7 év alatt 43 fényévvel távolodott el egymástól két nagyobb góc, ami kb. 6-szoros fénysebességet jelent. A csillagászok nagy része egyetért abban, hogy optikai csalódásról van szó, aminek a lényege, hogy az anyagfelhők nem csak oldalra, hanem keskeny szögben a Föld felé mozdultak el közel fénysebességgel, így a korábbi pozíció fénye jóval később ér el minket, mint a későbbi. Ez elvben lehetséges és logikus, csak az a gond, hogy ehhez 6-szoros fénysebességnél maximum 15 °-os mozgási pályával kell rendelkeznie a közeledő anyagnak, a mérések szerint viszont ez a szög 43 ° - ami max. 3-szoros fénysebesség illúzióját kelthetné.

Még mindig ott van annak a lehetősége, hogy a galaxis közepében lévő fekete lyuk meghajlította a fényt, és ez felelős az illúzió hiányzó részeiért, de mégis elképesztő, hogy van egy fényképünk valamiről, aminek nem volna szabad megtörténnie. Persze mindez csak akkor furcsa, ha a végletekig ragaszkodunk ahhoz, hogy a fény, illetve semmilyen más anyag, energia vagy információ nem tud gyorsabban haladni 300 millió méter/másodpercnél. De miért is hisszük ezt egyáltalán?

Az éter, a vákuum, a tér és a közegellenállás

Az Einsteini relativitáselmélet szerint azért nem mehet semmi gyorsabban a fénynél, mert ha valamit elkezdünk gyorsítani, a tömege is egyre nagyobb lesz, ami miatt egyre több energiát kell befektetnünk a gyorsításba. A képletek szerint ez a fénysebességhez közeledve exponenciálisan növekszik, míg elérünk oda, hogy a Világegyetem összes energiája sem elég a további gyorsításhoz. Végtelen mennyiségű kellene, de annyi nincs. Tehát, semmi nem gyorsítható fénysebesség fölé.

Fontos azonban kiemelnünk, hogy az relativitáselmélet nem tiltja a fénysebességnél eleve gyorsabban mozgó részecskék létezését. Az egyenletek szerint (ha léteznek), ezek viszont soha nem lassulhatnak le fénysebességre, mivel a lassításukhoz kellene végtelen energia. Ezeket az elméleti részecskéket még a 70-es években elnevezték "tachyon"-oknak, létezésüket eddig direkt módon nem sikerült bizonyítani.

A relativitáselmélet tetszetős, és a megfigyelések igazolni látszanak az egyenleteket, így sokáig szinte mindenki elfogadta, hogy a tömeg növekedése akadályozza a további gyorsítást. Mivel a részecskegyorsítók mérései összhangban voltak az egyenletekkel, kevesen kételkedtek annak igazában. Peig van egy másik lehetőség is, ez pedig a vákuum közegellenállása. Ezt sokkal egyszerűbb megérteni, mint a relativitás-elmélet egyenleteit. Hiszen egy autó, vagy egy szabadon eső tárgy - például egy ejtőernyős - azért nem tud egy bizonyos határon túl gyorsulni, mert a sebességével a közegellenállás is egyre jobban növekszik.

Ugyanez miért ne lehetne igaz a fényre nézve? Hiszen a fényt is korlátozza valami, pedig nincs tömege. Így a relativitás-elmélet nem vonatkozik rá, nem magyarázza meg, miért nem gyorsulhat tovább. Egyszerűen axiómának tekinti azt, nem indokolja. Pedig talán kellene... Mivel lehet, hogy a fény sebességét az üresnek tartott tér közegellenállása korlátozza. Lehetséges volna?

A Cserenkov-sugárzás, neutrínók, és a sötét anyag

 Az atomreaktorok hűtővizének mélyén halvány, kékes ragyogás veszi körül a sugárzó rudakat. A fényt az okozza, hogy a rádióaktív rudakból a bomlás során kirepüő részecskék gyorsabban haladnak, mint amilyen gyorsan a fény tud haladni a vízben. Ha ez igaz (márpedig igaz), akkor el kell, hogy fogadjuk, hogy a közegellenállás igenis hatással van a fény sebességére. Akkor miért félünk felvetni azt a kérdést, hogy nem lehet-e, hogy a vákuum (vagy az éter) közegellenállása miatt nem tud a fény "végtelenül" gyors lenni?

Ehhez először azt kell megvizsgálnunk, hogy mit értünk vákuum, vagy éppen az éter fogalmán. (A kettő nem teljesen azonos, de ez most lényegtelen). "Klasszikus" vákuum alatt azt a teljesen üres teret értjük, amiben nincsen semmilyen ismert elemi részecske, tehát, teljesen anyagmentes.

A probléma az, hogy ilyen nem létezik. Először is, a csillagközi tér telis-tele van hintve igazi "csillagporral" - a tudomány napszél néven ismeri őket, és a napok koronakitöréseikor szakadnak le a végtelenbe. Ezek okozzák a sarkokon jól ismert Északi Fény káprázatos színjátékát, és ezek bolondítják meg olykor műholdjainkat. Az üresnek tartott tér mindemellett tele van sugárzással. Milliárdnyi galaxis fény és rádióhullámai haladnak rajta keresztül, minden irányból, minden pillanatban, nem is beszélve az ősrobbanásból visszamaradt háttérsugárzásra. Elvileg nem hatnak egymásra, de ezt hogyan lehetne igazolni, ha nem lehet őket kiszűrni?

És ezzel még nincs vége. A kutatók egyetértenek abban, hogy a Világegyetem tágulásának jelenlegi mértéke nem egyeztethető össze a látható csillagok és galaxisok össztömegével. Legalább 3-szor annyi gravitáció tartja össze világukat, mint amit látunk. Ennek valahol lennie kell - de még soha, senki nem mutatta ki a jelenlétét. Mi van, ha a hiányzó, titokzatos "sötét anyag" jelen van a csillagközi térben, mindenütt? Mi van, ha egy láthatatlan "őslevesben" úszkálunk mindannyian, és a csillagközi tér nem "üres" hanem tele van egy számunkra érzékelhetetlen metériával? Akinek a sötét anyag túl elvont, az gondoljon a neutrínókra. Ezeket az elméleti fizika által megjósolt, rendkívül kicsi és rendkívüli sebességgel haladó részecskéket még egy 1000 méter vastag ólomlemez sem állítaná meg, létezésüket óriási, föld alatti medencékben vizsgálják különleges folyadék-detektorokkal, amikben foton-sokszorozók alakítják érzékelhető villanássá a képzelt részecske, és a mindennapi anyag kölcsönhatását. Ha úgy tetszik, akár neutrínókkal is kitölthetjük az eddig "üresnek" hitt teret.

Akárhogyan is, jogosan vetődik fel a kérdés, hogy létezik-e olyan, hogy "teljesen üres vákuum". Ha nem, akkor miért csodálkozunk azon, hogy a fény nem tud gyorsabban menni egy adott határértéknél? Másképp is feltehetjük a kérdés. Mi van, ha a fény sebessége igazából végtelen? Csak éppen, nincs olyan üres tér, amiben el tudná érni ezt a sebességet, így sosem tudtuk megfigyelni igazi valójában. Ha tovább gondolkozunk, még meglepőbb kérdések merülnek fel.

Vannak egyáltalán mértékegységeink?

Amikor kijelentjük, hogy a fény sebessége 300 000 km/másodperc, vagy 300 millió méter/másodperc, akkor egy eléggé evidensnek tűnő kijelentést is teszünk (talán többet is). Például, kijelentjük, hogy tudjuk, mi az a méter, és mi az a másodperc. De tényleg, mi az a méter? A hosszúság alapvető mértékegysége, amelynek definíciója - nos, talán meglepő, pont a fénysebességgel van definiálva.

Bizony, farkába harap a kígyó - minden jelenlegi szabvány és tudományos definíció szerint a méter az a távolság, amit a fény 1/300 milliomod (egészen pontosan 1/299 792 458) másodperc alatt tesz meg. Vagyis, c=300 millió valami/másodperc, ahol valami = 1/c-ad valami által definiált harmadik valami. A definíció szerint a fénysebesség meghatározása önmaga felhasználásával történik, ami nyilvánvalóan képtelenség.

Vajon miért nem zavar ez senkit? A fény lelassulhat, akár meg is állhat, vagy gyorsabban haladhat önmagánál - ha lehet hinni az ezzel kísérletező, egyre nagyobb számú tudósnak, akik szembe mertek szállni a lehetetlennel. Ez azonban még nem biztos, hogy a fénysebességnél gyorsabb kommunikációra is lehetőséget ad. Egy újabb talány, aminek megértéséhez ijesztően hangzó kvantummechanikai fogalmakat kell leegyszerűsítenünk. Nézzük, mik ezek!

A kvantum-nonlokalitás és párkeltés

 A bonyolult és fellengzős kifejezés egy nagyon egyszerű tényt takar: bizonyított, hogy szubatomi részecskék (mint például a testünket alkotó atomok elektronjai) minden különösebb trükk nélkül egyszerre lehetnek jelen két, egymástól távoli helyen. A kísérlet, amivel ezt igazolni lehet, olyan egyszerű, hogy bármilyen egyetemi laborban elvégezhető. Eleinte lézersugárral csinálták, ami - hogyha optikailag szétterítve áthalad két, egymás melletti résen, és rávetül egy távolabb lévő falra, akkor hullámzó interferencia-képet hoz létre.

A jelenség magyarázata az, hogy a két résen áthaladó fénysugár pásztái más-más hullámfázisban érik el a falat (vagy képernyőt), és ettől függően erősítik vagy gyöngítik egymást. Aztán kipróbálták elektronsugárral is (amely a régebbi, katódsugárcsöves televíziókban a fényeket kelti a képernyőn). Az eredmény ugyanaz, hullámzó interferencia-képet kapunk. Az igazi meglepetés akkor érte a kutatókat, amikor egyetlen (!) elektron is felvillantotta a hullámzó fénymintát, ami csak úgy lehetséges, ha az elektron egyszerre ment át mindkét résen. Meglepő? Igen, de attól még a legteljesebb mértékben igaz.

A szuperlumináris kommunikáció problémaköre

Mióta a non-lokalitás és a párkeltés jelenségéről tudunk - tehát közel egy évszázada foglalkoztatja a kutatókat a kérdés, hogy lehetne-e ezt kihasználva fénysebességnél gyorsabban kommunikálni. Látszatra ennél mi sem tűnik egyszerűbbnek; hiszen ha van egy kettéválasztott fénysugarunk, aminek forrása félúton A és B pont között, akkor csak annyit kell csinálni, hogy valahogyan hatunk az A pontban lévő fénysugár fotonjaira, és a B pontban azonnal - időkésleltetés nélkül - megváltozik annak a párja. A kvantum-nonlokalitás értelmében ez pontosan így is történik, csak egy baj van - a Heisenberg-féle határozatlansági kritériumok hatása a mérésre olyan, hogy maga a mérés is megváltoztatja a foton állapotát, így nem tudjuk, hogy mit is mértünk.

A CERN-ben magát a jelenséget is csak úgy tudták bizonyítani, hogy (utólag)összehasonlították az A és B pontban történt méréseket, és kiderült, a változások egyszerre történtek. De ehhez előbb (normál módon) továbbítani kellett a mérés központjába a két távoli pont állapotát, tehát visszakerültünk a kiindulási állapothoz; hiába történik valami fénysebességnél gyorsabban, ha nem tudjuk értelmezni.

Egy nagyon érdekes analógia segítségével könnyű megmutatni, hogy bizonyos, fénysebességnél gyorsabb jelenségekkel miért nem lehet információt küldeni. Fogjunk egy egyszerű lézerceruzát, és álljunk egy fal elé. Ha a lézerceruzát megmozdítjuk, a fénypont arrébb mozdul - méghozzá elég gyorsan. Ha távolabb megyünk a faltól, még gyorsabban fog arrébb ugrani a megvilágított pötty, azonos kézmozdulat esetén. Könnyű belátni, hogyha nagyon-nagyon távol megyünk a faltól, akár több száz, vagy több ezer kilométeres sebességgel is mozgathatjuk a lézerpontot a felületen. Ennek a sebességnövekedésnek nincsen elvi határa. Ha a Holdat, vagy egy még távolabbi objektumot világítunk meg egy nagy teljesítményű lézerrel, akkor könnyűszerrel átléphetjük a fénysebességet.

A fénypont akár ezerszer gyorsabban mozoghat a Hold felszínén a fénynél, mégsem lehet így információkat küldeni. Azért nem, mert előbb tudnunk kell, mit üzenne a Hold egyik fele a másiknak, mielőtt arrébb húzzuk a lézersugarat, viszont a továbbítandó információ maximum fénysebességgel érne vissza ide, a Földre. További egy fénymásodpercre lenne szükség, hogy a fénysugár által küldendő információ megérkezzen a Holdra. Visszatérve a csatolt kvantumpárok fénysebességnél gyorsabb információátviteléhez, a témában (mint azt már korábban is említettük) Bell folytatott kiterjedt kutatást, még az 1950-es években, és a tudósok 95 %-a egyetért azzal, hogy a Bell-teoréma miatt sajnos egyelőre nem fog E.T sem haza, sem idetelefonálni, legalábbis fénysebességnél gyorsabban.

A Bell-teoréma korlátai és a telepátia

Mint azt említettük, ma kb. 20 kutató közül 19 ért egyet a Bell-féle inekvalitás kizáró elvével, vagyis hogy nem lehet a kvantum-nonlokalitást közvetlen kommunikációra felhasználni. A maradék 5 százaléknyi - tehát átlagosan húszból egy - tudós másként vélekedik, és komoly értekezésekben cáfolja a kizárási teorémát. Érdekes módon több távol-keleti szekértő is érintett ebben, például Dr. Gao San, aki a fénysebességnél gyorsabb kommunikáción kívül egy rendkívül érdekes felvetést is tett, méghozzá azt, hogy a kvantum-nonlokalitás lehet az első igazán tudományos alapja a telepátiának is. Miért is ne? Ezt talán még a Bell-teoréma sem gátolja, hiszen tudatunkat és érzéseinket formáló - vélt vagy valós - létünk szintén apró energia-részecskékből áll, voltaképpen lényegtelen, hogy anyagként vagy energiaként tekintjük.

Talán nem véletlen, hogy ikreknél figyelhető meg leginkább ez jelenség: bár az élő szervezetek komplexitása miatt nehezebb bizonyítani, ám talán az ő létezésük kezdetén szétvált tudatuk hasonló egy fénysugár kettéválasztásához, amelyet a CERN-ben sikerrel végeztek. Egy ikerpár tagjai talán éppúgy reagálnak, mint az egymástól távol lévő, mégis egymásról "tudó" fotonok; tudatuk összekapcsolódik, és akár a galaxis túloldalán is érzékelik egymást, tértől és időtől függetlenül azonnal.

Bár az információ fénysebességnél gyorsabb haladása megint csak ütközik az általános és speciális relativitás-elmélettel (az információ a saját múltjába haladna), mégsem okoz logikai paradoxont. Azért nem, mert az információ nem a telepatikusan összekapcsolt tudatok múltjába érkezik, legfeljebb a saját múltjába; vagyis, az ikerpár tagjai nem tudhatnak előre arról, hogy mi fog történni a másikukkal, csak amikor már megtörtént (de akkor azonnal). Így nincs módjuk megváltoztatni a jövőt, tehát nem okoznak paradoxont. A fénysebességnél gyorsabban telepátia önmagában is rendkívüli, de van ennél nagyobb meglepetés is. Nem biztos, hogy az okból következik az okozat, és nem fordítva.

Retro-kauzalitás és az ok-okozati viszony megdőlése

 

Mint azt cikkünk elején említettük, nem csak a CERN-ben zajlanak ilyen kísérletek. Olaszországtól Kínáig (és egyes pletykák szerint még a volt Szovjetunióban is) végeztek hasonló kutatásokat, nem kevésbé meglepő eredménnyel, az utóbbi évtizedekben rengetegszer. Az egyik legfurcsább kimenetelűt egy bizonyos - dr. L.J. Wang követte el, aki véletlenül éppen azon az egyetemen dolgozik, ahol az előző cikkünkben említett kvantum-fluktuációval kapcsolatos kísérletek zajlanak.

Igen, a ugyanarról a Princeton-ról van szó, ahol annak idején John Nesh megalkotta a gazdasági élet bibliájának tekintett, akkor meglehetősen vitatott játékelméletét, és ahol kiderült, hogy a fehér zajnak tekintett kvantum-fluktuációk valahogy talán képesek előre látni a jövőt. L.J. Wang egy lézersugár-impulzust lövellt keresztül egy céziummal töltött akváriumon, hogy vizsgálja a hullámfront és a felvezető/lezáró hullámfázisok torzulását, ill. sebesség-fluktuációját a tökéletes szinusz-hoz képest. A másik oldalon lévő érzékelő (tükör) szerint elképesztő dolog történt: a hullám csúcsa már visszaverődött a tartály túlsó feléről, még mielőtt az eredeti egyáltalán belépett volna a közegbe.

Más szavakkal, a visszaverődő hullám csúcsa akkor keletkezett, amikor még nem is ért oda az, ami visszaverődhetett volna. Az már csak hab a tortán, hogy mindez fénysebességnél jóval (kb. 300-szor) gyorsabban zajlott.

Hogyan lehetséges ez?

 Newton óta tudjuk, hogy bármilyen hatás, vagy erő azonnal ugyanolyan mértékű ellenhatást vált ki, a következmény pedig cselekedeteink, vagy a tőlünk független események által kiváltott erők végső eredője lesz. A mostani kísérletek fényében viszont felül kell vizsgálnunk, hogy milyen ok-okozati viszonyban van egymással a hatás és az ellenhatás; talán tévesen feltételeztük mindeddig azt, hogy a hatás az "ok", az váltja ki az ellenhatást, majd végső soron a következményt. Figyelembe kell vennünk, hogy ezt egyszerűen azért hisszük, mert emberi létezésünk egyik sajátossága, hogy az időben csak egy irányba, a múltból a jövő felé haladva tudjuk érzékelni világunkat. Így könnyű azt hinni, hogy az "ok" az "előzmény", és ennek okozata a következmény vagy eredmény. Ez a logikai gondolkodás egyik alaptétele, a kauzalitás megdönthetetlennek hitt elve. Az tér-idő kontinuumban azonban úgy tűnik, nincs ilyen értelemben kitüntetett irány. A jövőből éppúgy következik a múlt, mint a múltból a jövő - ezt sugallják a legújabb princetoni eredmények is.

Gondoljunk csak bele; a túlsó végén visszatükrözött hullámcsúcs már azelőtt visszaverődött, hogy az eredeti hullám (annak kiváltó oka) még be sem lépett teljes egészében a kísérleti térbe. Ebben az esetben tehát a következmény látszólag megelőzte az azt kiváltó okot. Ezt nevezzük retrokauzalitásnak; amikor egy jövőbeli esemény (a következmény) váltja ki annak előzményét, és nem fordítva.

Fontos azonban kiemelnünk, hogy a visszaverődő hullám így is csak akkor jelent meg, amikor már úton volt az eredeti. Még pontosabban fogalmazva; akkor, amikor már megállíthatatlan lett volna a belépő fénysugár. Ez ezért fontos, mert így megmenekül a logika, és nem keletkezik feloldhatatlan paradaxon; viszont alighanem át kell értékelnünk néhány fogalmat. Mindennek fényében úgy tűnik, két egymással összefüggő, egymásra ható esemény nem állítható ok-okozati viszonyba. Pontosabban, egyik sem lesz kitüntetett ok, vagy okozat; mindkettő egyszerre kiváltó ok és következmény, mindegy, melyiket hittük "elsőnek". A logikában megszűnik a kölcsönös implikáció fogalma az időbeliség viszonylatában; előzmények és következmények, okok és okozatok időfüggetlen ekvivalenciává válnak.

A megbomlott téridő

Cikkünket a CERN 2008-as kísérletével kezdtük, és azzal is zárjuk. Ahogy azt említettük, a fénysebességnél gyorsabb távolba hatást kísérletileg igazoltnak tekinti a tudományos világ, ennek ellenére a kutatók nagy része kitart amellett, hogy semmi (így információ) sem terjedhet a fénynél gyorsabban a térben.

Ellentmondás? Talán nem. Hiszen senki nem állította, hogy az információ "áthaladt" a fotonpár két része közötti, 18 kilométeres téren. Erre egyszerűen nem volt szükség, mivel ugyanaz a foton volt jelen egyszerre mindkét helyen. Vagy, ami talán a legérdekesebb értelmezése a történteknek, hogy a látszólag 18 kilométerrel lévő részecskék között nem is volt távolság egyáltalán. A fotonpár két fele szétválásuk pillanatában valahogy megduplázta és magával vitte magát a teret, amit kitöltött. Ez nem áll ellentétben sem a speciális, sem az általános reativitás-elmélettel, mégis talán a leginkább megdöbbentő feltételezés. Talán éppen ezért ez az igazság.

A tudományos világ megosztottsága

 Cikkünk közel 8 hónapnyi előkészítés után lát napvilágot, amely során több száz tanulmány, több ezer oldalnyi definíció, levezetés, kísérlet és kutatási jegyzőkönyv, interjú és cáfolat átnézésére volt lehetőség - ami óriási mennyiségnek tűnik, ennek ellenére nyilván csak a jéghegy csúcsa. Mégis, az átnézett minta alapján következőket állíthatjuk viszonylagos biztonsággal:

1) A kvantum-nonlokalitás jelenségében, és a fénysebességnél gyorsabb távolba hatás létében mindenki egyetért, abban azonban nem, hogy lehet-e ezt kommunikációra (direkt információátvitelre) használni.

2) Abban, hogy a fénysebesség, mint konkrét felső korlát továbbra is behatárolja anyag, energia és információ térben való terjedésének maximális lehetséges sebességét, a tudományos élet képviselői nagyrészt szintén egyetértenek (és, mint ezt láthattuk, ez nem feltétlenül áll ellentétben a kvantum-nonlokalitás fénysebességnél gyorsabb távolba hatásának jelenségével).

3) A retrokauzalitás elvét szinte mindenki elfogadja, amennyiben az nem okoz paradaxont (kauzlitási ekvivalencia). 4) Az Einsteini relativitáselmélet még áll, de több ponton inogni látszik - a felnövő kutatók egyre nagyobb hányada mát-már tudományvallási dogmának tartja azt. Ráadásul a kvantummechanika tartogathat még ennél és furcsább meglepetéseket - ebben szintén mindenki egyetért.

 4) Ezen túlmenően viszont teljes a káosz. Bizonyítások és cáfolatok, majd cáfolatok cáfolatai követik egymást a tudományos (és áltudományos) fórumokban, folyóiratokban. Ezek sokszor olyan komplexitásúak és olyan tudományos hátteret feltételeznek - több tíz oldalas parciális differenciál-egyenletek rendszereiről beszélünk - hogy azt talán csak az érti, aki levezette (vagy még ő sem). Egy biztos: egyelőre nincs bizonyíték se pro, se kontra, ami megdönthetetlennek tűnek a fénysebességnél gyorsabb kommunikációt illetően.

Háttérbe szorult kutatók ...avagy, nem mindenhol van Princeton

 Jelen cikkük írója még az előzetes anyaggyűjtés során szembesült azzal a nem túl szívderítő ténnyel, hogy hazánkban - és így nyilván Európa és a világ számos országában is - rengeteg nagy tudású, elképesztő műveltségű és kreativitású kutatót vetett ki magából a rendszer, teljes névtelenségbe kényszeríve őket és elméleteiket. Azzal, hogy ezek a tudósok perifériára szorultak, gyakorlatilag esély sincsen rá, hogy elképzeléseik publicitást kapjanak; szégyen-gyalázat, hogy ingyenes tárhelyszolgáltatók villogó, csengőhang-reklámcsíkokkal tarkított aloldalain kell, hogy közöljék a relativitáselmélet továbbfejlesztéseit vagy éppen cáfolatát. Jelen cikk írója szerint sok ilyen - reklámoldalakra száműzött tanulmány és értekezés legalább annyira tudományosan megalapozottnak, átgondoltnak és logikusnak bizonyulhat, mint amit a "hagyományos" (egyetemi, akadémiai, stb.) megközelítések.

Csak két példa, csak kis hazánkból: http://www.freeweb.hu/doboandor/ http://aranylaci.freeweb.hu/

A legfontosabb források, linkek

 http://www.weburbia.com/physics/FTL.html

http://www.ejtp.com/articles/ejtpv5i18p105.pdf

http://www.khouse.org/articles/2000/265/

http://www.whyevolution.com/einstein.html

http://www.nature.com/nature/journal/v406/n6793/full/406243a0.html

http://www.hep.princeton.edu/~mcdonald/examples/optics/marangos_nature_406_243_00.pdf

http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/21/70/75/PDF/RR-6428.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Bell%27s_theorem http://arxiv.org/pdf/quant-ph/0506047v2

http://philsci-archive.pitt.edu/archive/00001643/01/qscfpl.pdf

http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2007/06/weird_science_c.html

 

Zárszó

 Köszönjük azoknak, akik időt szántak az Időkép eddigi legnagyobb lélegzetvételű cikkének áttanulmányozására. Írásunk azért nyúlt ilyen hosszúra, mert enélkül egyszerűen lehetetlen lett volna ezt a rendkívül szerteágazó, különlegesen komplex jelenség-csoportot tárgyalni. Így is, csupán súrolni tudtuk azokat a kérdéseket, amelyek megértése nélkül esélyük sincs eligazodni a kvantummechanika, a tér és az idő, a logika és a filozófia határain táncoló időfizika egyre inkább összemosódó peremén.

Ami jelen cikk írója számára talán a legérdekesebb (nem várt) felismerés az volt, hogy társadalmi szinten milyen keveset tudunk - szinte semmit - erről a témáról, talán még a létezéséről sem. Ahhoz képest, hogy 80 éve a legzseniálisabb kutatók tucatjai, ha nem százai folytattak kiterjedt elméleti és gyakorlati kísérleteket a kvantum-párok, a fénysebességnél gyorsabb távolba-hatás terén - ez édeskevés. Úgy látszik, kellett hozzá egy LHC, sok-sok milliárd euró, és persze a bulvársajtó, ami a témát felkapta. Ha nem jelennek meg 2008 nyarának végén az erősen hápogó, citromsárga színű, gumikacsa-ízű hírek a hazatelefonáló E.T-ről, a hamarosan teleportálhatjuk-magunkat Star Trek-módra hangnemben, talán ez a cikk sem (vagy jóval később) íródott volna meg.

És végül - ne felejtsük el, hogy egyelőre nincsenek a tárgykörben válaszok, csak kérdések. Aki azt állítja, hogy tudja a kérdésben a végső igazságot, az talán bölcsebb Murphy-nél, aki azt mondta, hogy ami elromolhat, az el is romlik, a tények pedig csak megkövesedett vélemények.

Mi mégis nagyon, - mint mindig - várjuk olvasóink kérdéseit, és véleményét és észrevételeit.

Nagy Gergely
2009. május 4.
Időkép.hu