Созданная в лаборатории квантовая мини-вселенная доказывает, что время не существует независимо

В новаторском исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Research, профессор Джованни Баронтини продемонстрировал, что можно измерить течение времени без использования каких-либо внешних часов.

Эксперимент предлагает новаторскую научную модель, в которой время возникает естественным образом внутри самой квантовой системы.

Для достижения этого рубежа Баронтини манипулировал облаком из 24 000 ультрахолодных атомов, нагретых всего на несколько миллионных долей градуса выше абсолютного нуля.

Полностью изолировав эту систему от внешнего мира, он воссоздал своего рода герметичную лабораторию, имитирующую поведение ранней Вселенной в микроскопическом масштабе.

Используя два лазерных луча с разными частотами, учёный разделил частицы на две зоны: наблюдаемую, или «яркую», область и скрытую, или «тёмную», область.

Таким образом, яркая область начала многократно расширяться и сжиматься, имитируя в меньшем масштабе космические процессы Большого взрыва и Большого сжатия (гипотетического окончательного коллапса космоса).

Этот обмен данными позволил реконструировать последовательность событий внутри самой мини-вселенной, продемонстрировав, что время может возникать из внутренних изменений в частицах, а не быть внешней силой, которая развивается независимо.

Энтропийное время

Секрет этого прорыва кроется в энтропии, то есть в степени беспорядка и дисперсии атомов. Когда частицы перемещались между светлыми и темными областями, изменяя свое распределение, система «продвигалась во времени».

Если же распределение оставалось статичным и неизменным, время просто останавливалось. Профессор Баронтини назвал это явление «энтропийным временем» и обнаружил, что оно соответствует фундаментальным законам нашей реальности: оно течет в постоянном направлении (знаменитая стрела времени), упорядочивает события хронологически и может ускоряться или замедляться в зависимости от того, как движется внутренний беспорядок.

«В некоторых теориях Вселенной, особенно в квантовой гравитации, время не рассматривается как неотъемлемая характеристика», — объяснил Баронтини.

«Однако в повседневной жизни время течет из прошлого в будущее. Почему это происходит, если большинство основных законов физики работают одинаково как в прямом, так и в обратном направлении?»

«Это исследование впервые предоставляет контролируемые экспериментальные доказательства того, что время может определяться изменениями внутри системы, а не внешним «тиканьем», которое мы обычно себе представляем.

Оно открывает нам новый взгляд на природу времени в квантовой гравитации», — добавил исследователь.

Успех эксперимента также заключается в том, что он демонстрирует возможность применения фундаментальных уравнений квантовой механики с использованием этого энтропийного времени.

Это открывает возможности для воссоздания в земных лабораториях экстремальных явлений, которые ранее можно было лишь теоретически предположить, позволяя исследователям моделировать поведение черных дыр или проверять гипотезы о том, как ткань времени возникла в раннем космосе.

источник