С поред ново проучване времето може да не е основен елемент на Вселената, а по-скоро илюзия, възникваща в резултат на квантовото преплитане.
Времето е труден проблем за физиците; противоречивото му поведение в най-добрите ни теории за Вселената допринася за задънената улица, която пречи на изследователите да намерят "теория на всичко" или рамка, която да обясни цялата физика във Вселената.
Но в новото изследване изследователите предполагат, че може би са открили ключ към решаването на този проблем: превръщайки времето в следствие на квантовото заплитане - странната връзка между две отдалечени частици. Екипът публикува своите открития в списание Physical Review A.
"Съществува начин за въвеждане на време, който е съвместим както с класическите, така и с квантовите закони и е проява на заплитане. Връзката между часовника и системата създава появата на времето, което е основна съставка в нашия живот", казва първият автор Алесандро Копо, физик от Националния съвет за научни изследвания на Италия, пред Live Science.
Крайно време е
В квантовата механика, нашата най-добра теория за микроскопичния свят, времето е фиксирано явление - неумолим, еднопосочен поток от миналото към настоящето. То остава външно за странните и постоянно променящи се квантови системи, които измерва, и може да бъде видяно само чрез наблюдение на промените във външните същности, например стрелките на часовника.
И все пак, според общата теория на относителността на Айнщайн - която описва по-големи обекти, като небесните тела, звезди и галактики - времето е преплетено с пространството и може да се изкривява и разширява при високи скорости или при наличие на гравитация. Така двете най-добри теории за реалността се оказват във фундаментална безизходица. Без нейното разрешаване една последователна теория на всичко остава недостижима.
"Изглежда, че в квантовата теория има сериозно несъответствие. Това е така нареченият проблем на времето", казва Копо.
За да разрешат този проблем, изследователите се обърнаха към теория, наречена механизъм на Пейдж и Уотърс. Предложена за първи път през 1983 г., теорията предполага, че времето се появява за един обект чрез квантовото му заплитане с друг, действащ като часовник. От друга страна, за една неангажирана система времето не съществува и тя възприема Вселената като застинала и непроменяща се.
Прилагайки механизма на Пейдж и Уотърс към две заплетени, но невзаимодействащи теоретични квантови състояния - едното е вибриращ хармоничен осцилатор, а другото - набор от малки магнити, действащи като часовник - физиците откриват, че тяхната система може да бъде перфектно описана с уравнението на Шрьодингер, което предсказва поведението на квантовите обекти. Вместо времето обаче тяхната версия на известното уравнение се определя от състоянията на малките магнити, действащи като часовник.
Това прозрение не е новост, но следващата стъпка на екипа е. Те повтарят изчисленията си два пъти, като първо приемат, че магнитният часовник, а след това хармоничният осцилатор са макроскопични (по-големи) обекти. Уравненията им се опростили до тези за класическата физика, което предполага, че протичането на времето е следствие от заплитането дори за обекти с големи мащаби.
"Силно вярваме, че правилната и логична посока е да се започне от квантовата физика и да се разбере как да се стигне до класическата физика, а не обратното", казва Копо.
Други физици изразяват предпазливост. Въпреки че намират механизма на Пейдж и Уотърс за очарователна идея за квантовия произход на времето, те твърдят, че все още не е създадено нищо, което да може да бъде проверено.
"Да, математически последователно е да се мисли за универсалното време като заплитане между квантовите полета и квантовите състояния на триизмерното пространство", казва пред Live Science Влатко Ведрал, професор по квантова информатика в Оксфордския университет, който не е участвал в работата.
"Никой обаче не знае дали от тази картина няма да излезе нещо ново или плодотворно - например модификации на квантовата физика и общата теория на относителността, както и съответните експериментални тестове", казва Ведрал.
Въпреки тези съмнения изграждането на основни теории за времето на базата на квантовата механика може да се окаже обещаващо начало - стига да могат да се оформят така, че да съответстват на експериментите.
"Може би има нещо в заплитането, където то играе роля. Може би единственият начин да разберем времето не е от някаква божествена гледна точка, а отвътре, от гледна точка на въпроса какво е това в живота, което проявява такъв облик на света", казва пред Live Science Адам Франк, физик-теоретик от Университета Рочестър в Ню Йорк, който не е участвал в изследването.
Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase
