Jak ihned navázat kontakt s mimozemšťany - praktický návod

Dobře víme, že problém při hledání jiných civilizací ale i dalším zkoumání vesmíru je pomalé světlo. Jeho rychlost není nekonečná a už od nejbližší hvězdy k nám letí 4 roky. Dnes ukážeme, jak tuto rychlost výrazně překonat.

Opakuje se to pořád i v populárních vědeckých médiích, že rychlost světla ve vakuu nelze překonat. Je to základní axiom speciální teorie relativity Alberta Einsteina. Věříte tomu? Nevěřte tak úplně. Jo, dnes to bude trochu sci-fi. :-) Nic přece neplatí absolutně, neboli, platí-li něco "absolutně", pak jen v určité oblasti, tedy pouze relativně "absolutně". :-)

Samozřejmě nepochybujeme o platnosti speciální teorie relativity, neboť je miliónkrát prověřena. Jenže právě jistota Alberta Einsteina v absolutní nepřekročitelnost rychlosti světla způsobila to, že považoval kvantovou provázanost, která funguje nadsvětelnou rychlostí, za nemožnou. To byl hlavní obsah jeho článku z roku 1935, kde popsal tzv. EPR paradox.

Další vývoj fyziky ukázal, že se Albert mýlil a že se kvantová provázanost šíří "ihned", i když jsou provázané částice vzdálené tisíc kilometrů a nezdá se zatím, že by tato vzdálenost byla něčím omezena. (Ale když nic není absolutní, nemůže být ani rychlost absolutní, tedy se určitě provázanost nešíří nekonečně rychle, neboli ihned, ale rozhodně nadsvětelně rychle, nebo spíše mimo náš prostor, jak naznačují některé hypotézy, které vlastně tvrdí, že provázanost existuje "pod" naším prostorem, což vyplývá z toho, že je materiálem, ze kterého je náš prostor vytvořen).

Že se provázanost šíří rychleji než světlo můžeme vysvětlit na analogii. Dnes více a více fyziků začíná považovat prostor (časoprostor) za fyzikální médium, které třeba "teče" do černé díry (viz formulace Kipa Thorna, nositele Nobelovy ceny za fyziku za registraci gravitačních vln). Tak si pro analogii vyberme jinou tekutinu, třeba vodu. Ta má rychlost zvuku, tedy vlny v ní, také konstantní a limitovanou (při daném složení příměsí vody atd.) Nicméně molekula vody se může pohybovat rychleji než zvuk ve vodě, a to jak ve vodě samé, tak zejména, když je ta molekula mimo vodu. Molekula vody tak snadno může dosáhnout "nadvodní" rychlosti šíření, tedy vyšší rychlosti než zvuku ve vodě. Je to trochu podobné tomu, když se hudebník jako člen pochodující kapely, může pohybovat jen limitovanou rychlostí, protože je svázán vazbami s okolními členy kapely, i když sám by mohl pohybovat podstatně rychleji, třeba běžet. Molekula vody je ve vodě taky vázána (třeba srážkami) s ostatními molekulami, které její pohyb omezují.

Dnes prostě fyzika nepochybuje, že je kvantová provázanost rychlejší než světlo a že se informace mezi dvěma kvantově provázanými částicemi skutečně přenáší, neboť jejich stavy, které vzniknou až při jejich prvním měření, korelují, jsou tedy spojeny, což teoreticky popisuje Bellova nerovnost.?

Je to nepochopitelné? Tak si to vyložme názorně. Místo dvou provázaných částic si představme dvě hrací kostky a místo provázanosti silnou gumu mezi nimi. Je jasné, že když hodíme jednou kostkou, nemůžeme dopředu říci, jaké číslo padne. Jenže jakmile tu kostkou hodíme, ta guma mrskne i druhou kostkou, vlastně jakoby ji vrhne a na té druhé kostce také padne nějaké číslo. Dokonce by asi lepší metafora byla, že je mezi těmito dvěma kostkami nějaká pevná třeba balzová tyč (balza je lehké dřevo), neboť v podstatě to, co padne na první kostce, určí, co padne na druhé. (Nebudeme popularizační blog zbytečně komplikovat rozborem Bellovy nerovnosti, která říká, že část provázanosti funguje náhodně a část "kauzálně".)

Jen podotkněme, že metafora pevného mechanického spojení kostek končí u tohoto faktu spojení, které rychle přenáší informaci. Vlastnosti kvantového propojení jsou šílené, mimo běžný svět. Jaké, to může naznačit supravodivost nebo supratekutost hluboce zchlazeného hélia, kde se kvantový potenciál, jak ho nazval Bohm, tedy pole, které přenáší provázanost, také výrazně projevuje.

Jenže, vykřiknete, pak kvantová provázanost skutečně informaci přenáší a to nadsvětelně rychle! Máme tak možnost pozorovat kvantovou provázaností vesmír "skoro" "nekonečnou" rychlostí a komunikovat s mimozemšťany prakticky ihned. Náš signál tak "ihned" zasáhne celý vesmír a se všemi mimozemšťany se spojíme okamžitě, tedy budou-li reagovat! Pomalu, pomalu!

Umíte poctivě hodit kostkou tak, aby vám určitě padla šestka? Tedy umíte na vrženou kostku přenést tu informaci, kterou chcete, tedy třeba právě tu šestku? Že ne? Tak v tom případě máte stejný problém jako kvantová mechanika. Ta také neumí udělat to, že u první provázané částice, na kterou "sáhne", jejíž "rotaci" změří, dopředu určí, v jakém směru ta "rotace" bude. Neumí vnutit částici určitý směr spinu (který se trochu podobá rotaci), neumí na ni přenést informaci. Onen směr spinu si vždy příroda vybere náhodně.

Je to, jako byste měli telefon, do kterého byste mluvili, ale on by neuměl registrovat váš hlas, tak by dál místo vašeho hlasu posílal náhodně různé zvuky. Ať byste do takového telefonu hučeli, jak chtěli, nikdy by se ten na druhé straně telefonu nedověděl nic rozumného.

Nedostaneme proto informaci na tu kvantově provázanou částici, kterou máme ve své moci, aby ji pak přenesla na druhou s ní provázanou částici, tedy v současnosti neumíme použít kvantovou provázanost pro přenos informace, i když se mezi provázanými částicemi informace skutečně přenáší. :-(

Jenže když si uvědomíme, že každá náhoda se v minulosti ukázala jen jako příčinná souvislost, kterou jsme předtím neodhalili, svítá nám naděje. Například u onoho hodu kostkou asi žádný fyzik nepochybuje, že kdybychom znali přesně všechny fyzikální faktory v okamžiku hodu, šlo by spočítat, jaké číslo padne. To je naděje, která nám říká, že je jen otázkou času, kdy postoupíme ve zkoumání kvantové fyziky do takové hloubky a takové jemnosti, že budeme umět provést tak subtilní akci, která dostane částici do stavu, který dopředu určíme. Tedy že částici vnutíme ten spin, tu jakoby-rotaci, kterou chceme.

V oné analogii s kostkou si můžeme představit robota, který je schopen tak přesně kontrolovaných pohybů v kontrolovaném prostředí (i závan vzduchu kostku ovlivní) a udělá takové množství pokusů v tréninku, že pak bude schopen hodit to číslo, které bude chtít, zcela spolehlivě.

Ano, tak daleko zatím nejsme a dnes je to spíše sci-fi, ale pakliže by byla nějaká mimozemská civilizace daleko technologicky před námi a našla už způsob, jak informaci při měření spinu vpravit do první provázané částice, tedy jak udělat měření tak, aby vyšel výsledek, který chtějí, mohou už teď komunikovat nadsvětelnou rychlostí. A to, že jsme žádného mimozemšťana zatím nezaregistrovali, je možná jen otázka toho, že používáme příliš pomalý a neskutečně zastaralý komunikační kanál, který vyspělé civilizace už dávno přestaly používat (pakliže ty civilizace vůbec existují). Je to jako snažit se dnes komunikovat kouřovými signály místo použití mobilu. Taky se jimi na větší vzdálenost "nedovoláte". :-)