De kwantummechanica is al een hoofdpijndossier, met deeltjes die in meerdere toestanden tegelijk bestaan en golffuncties die instorten als je er te hard naar kijkt. Nu heeft een internationale groep natuurkundigen ontdekt dat als je bepaalde alternatieve verklaringen serieus neemt, de tijd zelf een beetje wazig wordt.

Met financiering van het Foundational Questions Institute (FQxI) onderzochten onderzoekers onder leiding van Nicola Bortolotti van het Enrico Fermi Museum en Onderzoekscentrum (CREF) in Rome twee toonaangevende kwantumcrasmodellen: het Diósi-Penrose-model en Continue Spontane Lokalisatie. Hun werk, gepubliceerd in Physical Review Research, toont aan dat als deze modellen kloppen, tijd een ingebouwde onzekerheid zou hebben - een fundamentele limiet op hoe precies elke klok het kan meten.

"Wat we deden was serieus nemen dat crasmodellen verband kunnen houden met zwaartekracht," zei Bortolotti. "En toen stelden we een heel concrete vraag: Wat betekent dit voor de tijd zelf?"

Het team, dat ook Catalina Curceanu, Kristian Piscicchia, Lajos Diósi en Simone Manti omvatte, legde een kwantitatieve relatie vast tussen het Continue Spontane Lokalisatie-model en ruimtetijdfluctuaties veroorzaakt door zwaartekracht. Het resultaat: een kleine wiebel in het weefsel van de tijd, veel te klein om zelfs de meest geavanceerde atoomklokken te beïnvloeden.

"De onzekerheid ligt vele ordes van grootte onder wat we momenteel kunnen meten, dus het heeft geen praktische gevolgen voor de dagelijkse tijdmeting," zei Curceanu. "Onze resultaten tonen expliciet aan dat moderne tijdmeettechnologieën volledig onaangetast blijven," voegde Piscicchia eraan toe.

Het onderzoek bouwt voort op decennia van pogingen om de kwantummechanica te verzoenen met de algemene relativiteitstheorie, die tijd op fundamenteel verschillende manieren behandelen. In de kwantummechanica is tijd een externe parameter; in de relativiteitstheorie rekt en buigt het. De nieuwe studie suggereert dat crasmodellen kunnen wijzen op een dieper verband tussen kwantumgedrag, zwaartekracht en tijd.

Curceanu prees de zeldzame steun voor dergelijk fundamenteel onderzoek. "Er zijn niet veel stichtingen in de wereld die onderzoek ondersteunen naar dit soort fundamentele vragen over het universum, ruimte, tijd en materie," zei ze. "Ons werk laat zien dat zelfs radicale ideeën over kwantummechanica getest kunnen worden tegen precieze fysieke metingen, en dat, geruststellend, tijdmeting een van de meest stabiele pijlers van de moderne natuurkunde blijft."

Het werk werd gedeeltelijk ondersteund door FQxI's Consciousness in the Physical World-programma.