時光旅行真實存在? 科學家發現怪異的光子「時間糾纏」現象

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量子糾纏違反了世界運作的方式。 舉例來說,信息的傳播速度不可能超過光速(看下方影片解釋)。

在1935年的一篇論文中,愛因斯坦和他夥伴展示了糾纏如何導致現在稱為量子非局域性(quantum nonlocality)的問題,這是糾纏粒子之間似乎存在的怪異聯繫。

到今天為止,大多數實驗已經測試了空間差距上的糾纏。

這個假設是量子非局域性的「非局部」部分是指跨空間的糾纏。 但是如果糾纏也能跨越時間呢? 有沒有時空非局域性這東西?

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事實證明是有的!

就在你認為量子力學不可能變得更怪異的時候,耶路撒冷希伯來大學的一組物理學家在2013年報告說,他們成功糾纏了從未共存的光子。

先前的實驗已經透過延遲測量共存的糾纏粒子來顯示時間上的量子相關性, 但是Eli Megidish和他的同事是第一個顯示完全沒有重疊過的光子之間的糾纏。

他們用這方式辦到的。

首先,他們創建了一對糾纏的光子,’1-2’(下圖中的步驟I)。 不久之後,他們測量了光子1的極化(描述光振盪的方向),因而「殺死」它(步驟II)。

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光子2被送去旅行,同時新的糾纏組合’3-4’被創造(步驟III)。 隨後光子3與旅行中的光子2一起被測量,使得糾纏關係從舊組合(’1-2’和’3-4’)換到新的’2-3’組合上(步驟IV)。

一段時間後(步驟V),單獨倖存者光子4的極化被測量,並將結果與死去的光子1(返回步驟II)的結果進行比較。

結果是這些數據揭示了「時間非局域」光子1和4之間存在量子相關性。也就是說,糾纏可能發生在兩個永不共存的量子系統中。

這代表什麼? 初步看來,似乎令人擔憂的是,在遙遠的過去,例如說比地球老兩倍壽命的星光極性,能夠影響今年冬天你望遠鏡所看到的星光極性。

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更怪異的是,也許這表示你今年冬天用你望遠鏡看見的星光測量在某方面決定了比90億年老的光子極性。

也許在步驟II測量的光子1極化以某種方式控制了4的未來極化,或者在步驟V測量的光子4極化以某種方式重寫光子1過去的極化狀態。

在往前和往後的方向上,量子相關性跨越了一個光子的死亡和另一個光子誕生之間的因果空隙。

是不是非常怪異?

愛因斯坦的相對論裡提到宇宙沒有一個單一的計時者; 一個事件發生的準確性取決於你從什麼位置觀察那事件相對於你的位置,這被稱為座標系統(frame of reference)。(看下方影片解釋)

因此,在時間分離的情況下,為避免奇怪因果行為(改變未來或重寫過去)的關鍵是接受「事件是同時發生」的說法對形上學來說可能沒有意義。

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愛因斯坦證實,事件的順序在形上學裡不重要,一個事件不會比另一個事件更真實。 只有接受這種見解,才能在這種量子難題上取得進展。

希伯來大學實驗中的座標系統(實驗室的座標,光子1的座標,光子4的座標等)都有自己的「歷史紀錄者」,可以這麼說。

雖然這些歷史紀錄者會對事件如何發生持不同意見,但他們中的任何一個都不能在真相上佔據一席之地。 根據那個時空觀點,每一個事件中都會展開不同順序的事件。

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我們不能忽視未來形上學中的空間或時空非局域性:不管如何,我們都必須接受它。

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來源: SCIENCEALERT