逆因果律

「相対性理論では、時間と空間は時空の構造の中で絡み合っており、重力の影響下では時間が収縮したり伸びたりする。」^{[ 18 ]}閉じた時間的曲線（CTC）、時には時間ループとも呼ばれる^{[ 18 ]} 、物体の世界線が原点に戻る曲線は、アインシュタイン場の方程式のいくつかの厳密解から生じる。しかし、スティーブン・ホーキングの年代保護予想は、そのような閉じた時間的曲線は使用される前に破壊されることを示唆している。^{[ 19 ]} CTCは通常の条件下では存在しないように見えるが、通過可能なワームホールや特定の宇宙ひも付近の領域など、時空の極限環境では、CTCが一時的に形成される可能性があり、理論的には逆因果律の可能性を示唆している。これらの環境の生成に必要なエキゾチック物質や位相的欠陥は観測されていない。^{[ 20 ] [ 21 ]}

ジョン・アーチボルド・ホイーラーとリチャード・ファインマンによって提唱されたホイーラー・ファインマン吸収体理論は、逆因果律と時間的な破壊的干渉を用いて、マクスウェル方程式の特定の解によって示唆される収束する同心円波の不在を説明する。^{[ 22 ]}これらの先進波は原因と結果とは何の関係もなく、単に通常の波を記述する異なる数学的方法である。これらの波が提唱された理由は、荷電粒子が自身に作用する必要がないためであり、通常の古典電磁気学では、これは無限の自己力につながる。^{[ 22 ]}

エルンスト・シュトゥッケルベルク、そして後にリチャード・ファインマンは、陽電子を時間的に逆行する電子として解釈し、ディラック方程式の負のエネルギー解を再解釈した。これはシュトゥッケルベルク解釈と呼ばれている。この解釈によれば、時間的に逆行する電子は正の電荷を持つことになる。^{[ 23 ]}この反粒子の時間反転は現代の量子場理論で必要とされ、例えば、パイ中間子などの仮想中間子の交換を介して原子核子が核力によって結合している仕組みの構成要素となっている。中間子は同数の通常のクォークと反クォークで構成されており、したがって同時に放出と吸収の両方が行われる。^{[ 24 ]}

ウィーラーはこの時間反転の概念を用いて、すべての電子が共有する同一の性質を説明し、「それらはすべて同じ電子であり、複雑で自己交差する世界線を持つ」と示唆した。^{[ 25 ]}南部陽一郎は後にこれを粒子と反粒子のペアのすべての生成と消滅に適用し、「時折発生する可能性のあるペアの最終的な生成と消滅は、生成や消滅ではなく、過去から未来、または未来から過去への運動粒子の方向の変化にすぎない」と述べた。^{[ 26 ]}時間を逆行する観点は今日では他の図と完全に同等であると受け入れられているが、^{[ 27 ]}微視的な物理的記述には現れない巨視的な用語「原因」と「結果」とは何の関係もない。

逆因果律は、量子力学において、後に二状態ベクトル形式（TSVF）として知られるようになった二重推論状態ベクトル形式（DIVF）と関連付けられており、そこでは、現在が過去と未来の量子状態の組み合わせによって特徴付けられます。^{[ 28 ] [ 29 ]}

逆因果律は、例えば遅延選択量子消去器など、量子もつれから一般的に生じる非局所的相関と関連付けられることがある。^{[ 30 ] [ 31 ]}しかし、逆因果律を伴わない量子もつれの説明も可能である。これらの説明では、特殊相対性理論と整合させるために必要な、どの測定が「原因」でどの測定が「結果」であるかについて意見が異なる異なる参照系からこれらの相関を示す実験を扱っている。^{[ 32 ] [ 33 ]}つまり、どの事象が原因であり、どの事象が結果であるかの選択は絶対的なものではなく、観測者によって相対的である。このような非局所的量子もつれの説明は、システムの諸状態を考慮すれば、逆因果律のない方法で記述することができる。^{[ 34 ]}

タキオンと呼ばれる仮説上の超光速粒子は、空間的な軌道を持ち、そのため、従来の基準系にいる観測者から見ると、時間を遡って移動しているように見えることがあります。SFでは、過去にメッセージを送る方法として頻繁に描かれていますが、仮説上のタキオンは、通常のターディオン物質と標準的な因果律に反するような相互作用はしません。具体的には、ファインバーグの再解釈原理によれば、通常の物質を使用して情報を受信できるタキオン検出器を作ることはできません。^{[ 35 ]}