Universi paralleli: il passato come canale di comunicazione

[Aspie96]

Grazie ad alcuni principi della fisica quantistica (ed in particolare all'entanglement) il principio di causalità può essere violato.
[spoiler]Il principio di causalità afferma che la causa precede sempre l'effetto.
È supportato dalla fisica classica e dal senso comune.[/spoiler]
Un altro fatto interessante delle piccole particelle è la casualità: alcuni comportamenti non possono essere previsti.
Ne deriva che condizioni iniziali identiche possono portare a futuri diversi.

Uniamo le due cose: universi paralleli possono avere lo stesso passato. Si può comunicare col passato.
Risultato: si può comunicare con universi paralleli utilizzando il passato come canale di comunicazione.

Faccio un esempio: un atomo (instabile) ha, in un determinato istante futuro, il 50% di probabilità di essere decaduto e il 50% di non esserlo.
Ho due macchinari distinti per ricevere un singolo bit (sì/no) dal futuro, quindi posso ricevere, in totale, due bit.
Per ognuno di questi due strumenti ne ho un altro che serve per inviare il bit dal futuro al passato.
Posso inoltre comunicare i dati che voglio al futuro (è sufficiente salvarli da qualche parte).

Bene, l'esperimento si svolge così:

1. Leggo i due bit provenienti dal futuro
2. Ne salvo i risultati per riutilizzarli in futuro
3. Misuro se l'atomo è decaduto oppure no
4. Se l'atomo è decaduto scelgo uno strumento per la comunicazione col passato, altrimenti scelgo l'altro
5. Invio un dato nel passato
6. Se ho scelto il primo strumento leggo il dato (proveniente dal passato) risultante dalla misura effettuata sul secondo strumento, e viceversa. In pratica leggo sempre il dato che non sono stato io ad inviare.

Il valore ottenuto tramite quest'ultima misurazione è esattamente il valore che è stato inviato (o sta per essere inviato) dall'universo parallelo in cui l'atomo è decaduto se in questo universo non è decaduto e viceversa.

Cosa ne pensate, potrebbe funzionare?

Secondo me c'è un problema: nel momento stesso in cui leggo i dati dal futuro rendo uno dei due futuri impossibili, in teoria dovrei leggere uno solo dei due dati e l'altro dovrebbe essere NULL.
Il problema è forse bypassato se pensiamo che non esistono bit con valore NULL e che quindi qualsiasi sia il risultato della lettura non renderà impossibile nessuno dei due futuri, ergo l'universo si dividerà successivamente e per il momento nessuna delle due possibilità collassa.

Attendo le vostre risposte.

[francesco.aliotta]

Difficile tentare una risposta se non provi a chiarire qualche punto cruciale:

1) "Un altro fatto interessante delle piccole particelle è la casualità: alcuni comportamenti non possono essere previsti."
Le particelle non hanno comportamenti casuali (almeno, ciò non è esplicitato da nessuna parte). La casualità risiede tutta nei risultati del processo di "misura". Chiarito questo, la tua frase vuole intendere che ogni imprevedibilità implichi casualità?

2) "Ne deriva che condizioni iniziali identiche possono portare a futuri diversi."
Dovresti definire cosa intendi per condizioni iniziali identiche. Se ti riferisci al fatto che due sistemi descritti dalla stessa funzione d'onda debbano essere considerati identici allora la tua asserzione contiene un minimo di forzatura logica. Che le due funzioni d'onda siano identiche, significa solo che le informazioni che possiedo, in assenza di misura, sui due sistemi sono identiche.

3) "universi paralleli possono avere lo stesso passato. Si può comunicare col passato."
qui introduci due ipotesi di lavoro. Capisco la prima perchè è contenuta nelle premesse della domanda. E' un'ipotesi come un'altra e ci si può lavorare sopra. Non è chiaro da cosa sia suggerita la seconda ipotesi. Detta così, sembra inaccettabile. Dovresti chiarirla meglio.

[Aspie96]

La casualità risiede tutta nei risultati del processo di "misura".

Mi riferivo appunto alla casualità nel risultato della misurazione.
Prima della misurazione esistono, chiaramente, più possibilità diverse.

Dovresti definire cosa intendi per condizioni iniziali identiche. Se ti riferisci al fatto che due sistemi descritti dalla stessa funzione d'onda debbano essere considerati identici allora la tua asserzione contiene un minimo di forzatura logica. Che le due funzioni d'onda siano identiche, significa solo che le informazioni che possiedo, in assenza di misura, sui due sistemi sono identiche.

Non ho ben capito.
Se la funzione d'onda è la stessa, non è lo stesso anche il comportamento di un elettrone mentre prevale la natura ondulatoria?

Capisco la prima perchè è contenuta nelle premesse della domanda. E' un'ipotesi come un'altra e ci si può lavorare sopra.

Sì, esatto, è un ipotesi di partenza per il ragionamento.

Non è chiaro da cosa sia suggerita la seconda ipotesi. Detta così, sembra inaccettabile. Dovresti chiarirla meglio.

È riferito al principio di causalità.
Sostanzialmente, è violabile per inviare un singolo bit nel passato.
Quando l'ho scritto stavo pensando ad un esperimento dell'università di Vienna che, ovviamente, non ho citato
Altrettanto ovviamente, l'unica fonte che trovo è in tedesco e, ancora più ovviamente, non capisco il tedesco.
La linko comunque:
http://medienportal.univie.ac.at/univie ... aenkungen/

[Aspie96]

Ah, ho trovato un articolo in inglese (sia ringraziato Iggogle):
http://www.nature.com/nphys/journal/v8/ ... s2294.html

[francesco.aliotta]

Credo sia meglio rispondere separatamente alle domande. E' difficile essere sintetici e chiari allo stesso tempo. Farò del mio meglio.

Partiamo dalla tua domanda:

"“Non ho ben capito.
Se la funzione d'onda è la stessa, non è lo stesso anche il comportamento di un elettrone mentre prevale la natura ondulatoria?”

Nella domanda è nascosto un problema che ha a che fare con il significato del principio di complementarietà che è complicato dall’aver associato alla funzione d’onda un significato che, almeno esplicitamente, questa non ha. Dalla tua frase, sembrerebbe che la natura ondulatoria della tua particella sia esplicitata dalla funzione d’onda mentre la natura particellare emerga solo dopo la “misura”. Questo non è vero. Il principio di complemetarietà si riferisce ai risultati della misura. Nell’esperimento delle due fenditure la cosa diviene evidente. Vedo la figura d’interferenza e metto in luce l’aspetto ondulatorio. Tappo una delle fenditure (o metto da qualche parte un sensore che mi dica da dove la particella è passata) e la figura d’interferenza sparisce. Questo pone il problema del dualismo onda-particella. Ma stiamo parlando di quantità misurabili e quindi reali. L’onda è una quantità complessa e non può essere misurata. Io misuro la distribuzione di intensità sul sensore (la mia figura di interferenza o lo spot) che è il modulo quadro dell’onda e, quindi, una quantità reale. Prima della misura ho una funzione d’onda, che è una quantità complessa, e quindi non posso misurarla in quanto tale. Tra l’altro, è un po’ fuorviante pensare che descriva l’elettrone. La funzione d’onda descrive semplicemente tutto ciò che io so, a priori, sull’elettrone. E la reversibilità delle equazioni che descrivono la propagazione della funzione d’onda dice semplicemente che, in assenza di interazioni, queste informazioni non cambiano. In questa parte, la MQ è fortemente correlata alla Meccanica Classica, con le sue leggi di conservazione ed il suo totale determinismo. Nel momento della misura (interazione con le due fenditure) avviene uno scambio irreversibile di informazioni tra osservato ed osservatore. Questo fa sì che cambino le funzioni d’onda associate ad entrambi, e quindi cambia ciò che so. In quel momento, collasso nel mondo classico e “vedo” quantità reali. Il cambiamento implica un prima e un dopo e quindi una freccia del tempo. In questa prospettiva, dovrebbe divenire chiaro qual è il problema associato all’uso che hai fatto dell’aggettivo “identico”. Utilizziamo sempre l’esperimento delle due fenditure e cerchiamo di comprendere cos’è che veramente sappiamo prima della misura. Da un lato abbiamo una sorgente, questo è un dato certo ed immaginiamo anche, per assurdo, che questa sia puntiforme e che sappiamo esattamente dove si trova. Poi, abbiamo due fenditure, ed immaginiamo anche di sapere dove esse siano collocate. Non basta. Dobbiamo sapere che la sorgente emette elettroni (dei quali, per assurdo, conosciamo esattamente l’energia) su un angolo solido capace di coprire la distanza tra le due fenditure. Se la vergenza della sorgente fosse più piccola, sarebbe come se avessi tappato una delle due fenditure. Questo, deve essere vero anche nel caso dell’emissione del singolo elettrone. La sorgente spara, uno alla volta, elettroni che sono del tutto identici tra loro, tranne che per la direzione iniziale che deve essere random, altrimenti l’esperimento è impossibile. La funzione d’onda descrive questi fatti e quindi descrive elettroni con una ben determinata energia ma che viaggiano entro un cono di direzioni non meglio definito. Tutte le quantità si conservano, inclusa l’incertezza che ho sulla direzione. Se ora considero due elettroni diversi, è chiaro che saranno descritti dalla stessa funzione d’onda ma è anche chiaro che, se volessi utilizzare un analogo classico, essi avrebbero la stessa funzione d’onda anche se viaggiassero in direzioni diverse. Quindi non è corretto dire che sono identici. Ciò che rimane identico a se stesso e solo ciò che io so di loro.

Spero di essere riuscito ad ad essere chiaro.

[Aspie96]

Sei riuscito ad essere chiaro e ti ringrazio per lo spiegone.

Rimane un problema: prima della misura, l'elettrone deve effettivamente avere una precisa direzione (anche se è ignota)?

[francesco.aliotta]

Passo ora al secondo punto:

"È riferito al principio di causalità.
Sostanzialmente, è violabile per inviare un singolo bit nel passato.
Quando l'ho scritto stavo pensando ad un esperimento dell'università di Vienna che, ovviamente, non ho citato"

Ora ho compreso cosa volevi dire. Conoscevo già l'articolo (ovviamente, la versione inglese. Temo però che tu abbia frainteso l'articolo, fermandoti al risultato "apparente" dell'esperimento. Per la verità, non sono nemmeno certo che tu lo possa aver veramente letto dato che dovresti avere accesso alla rivista (cosa non esattamente economica per un privato). A meno chè non ti abbia passato il pdf completo qualcuno che ha l'accesso. Se non lo hai mai letto te ne posso mandare una copia io (ma ad un'email privata, non su un post, altrimenti violerei il copyright). Non credo che sia facile da leggere nei dettagli. Ma le conclusioni finali son scritte in maniera veramente chiara. L'articolo dice esattamente il contrario di ciò che tu sembri aver inteso. Gli autori effettuano l'esperimento. Prendendo acriticamente i risultati fanno vedere che emergerebbe un paradosso: un segnale è stato ricevuto dal futuro. Poi, analizzano qual'è la base di conoscenza associata agli stati quantici descritti. E ciò, rimuove il paradosso: l'intervallo di tempo negativo) è sempre più piccolo dell'incertezza sperimentale. Quindi: nessun segnale è mai stato mandato indietro nel tempo. E, secondo quell'esperimento, la cosa sembrerebbe impossibile. (l'argomento utilizzato dagli autori non è sostanzialmente diverso da quello che ti ho proposto io nel post precedente).

[Aspie96]

Ti ringrazio, ma credo che violeresti il copyright anche con una mail privata.
Comunque, non ho letto l'articolo originale sulla rivista.

[francesco.aliotta]

"Rimane un problema: prima della misura, l'elettrone deve effettivamente avere una precisa direzione (anche se è ignota)?"

Questa è una domanda a cui la MQ non può rispondere. E' un problema che la MQ non si pone. Per la MQ gli oggetti divengono reali (in senso matematico) solo al momento della misura. Ed un osservatore può descrivere solo ciò che osserva. Il resto è un'espediente matematico per descrivere ciò che non è osservabile. Il tutto funziona ma, ovviamente, molte cose rimangono insolute. La tua domanda potrebbe essere formulata in una maniera diversa: l'elettrone esiste anche quando non è osservato? E' una bella domanda. Potrei anche risponderti che io credo che esista. Ma questa rimane un'opinione tra molte. Il punto è che la funzione non descrive un elettrone non osservato. Descrive semplicemente ciò che so intorno ad un elettrone mentre non lo osservo. Quindi, il discorso diventa Metafisico come ti ho detto altre volte. Io posso dirti ciò in cui credo. Ma non posso dimostrarlo. Quindi, diviene una questione di fede. Se vuoi, ne possiamo parlare. Ma non posso dare prove a sostegno di ciò in cui credo, quindi usciamo dall'ambito rigorosamente scientifico. Si può fare e può anche essere interessante. L'importante è che abbiamo entrambi chiaro il fatto che stiamo cambiando il livello della discussione. Personalmente, devo dirti, che non sono entusiasta di discussioni interpretative. Il motivo è semplice: se io tento interpretazioni non suffragate da prove corro il rischio di crearmi preconcetti. E i preconcetti sono la cosa peggiore che ti possa capitare in ambito scientifico. Corri il rischio di avere qualcosa di interessante sotto il naso e di non accorgertene perchè ti sei fissato a cercare una soluzione a priori. Tutto ciò capita inevitabilmente, pensare di non avere preconcetti sarebbe arrogante. Ma se ti accorgi che stai forzando le cose per spiegare ciò che non è spiegabile, allora è meglio un sano agnosticismo.

[francesco.aliotta]

"Ti ringrazio, ma credo che violeresti il copyright anche con una mail privata.
Comunque, non ho letto l'articolo originale sulla rivista."

No, questo no. Dall'Istituto in cui lavoro ho il diritto di scaricare i pdf dei vari articoli e di inviarne una copia per uso personale a chicchessia. Semplicemente non ho il diritto di visualizzarli su pagine pubbliche. Se ti interessa, mandami un'EMail privata a aliotta@ipcf,cnr.it e te ne mando una copia (lunedi, perche in questo momento, da casa non riesco ad accedere).