Фізики з Університету Бірмінгема представили експеримент, який може змінити уявлення про природу часу. Науковцям вдалося створити лабораторний “міні-всесвіт”, у якому перебіг часу визначався не зовнішнім годинником, а внутрішніми змінами самої квантової системи.
Деталі експерименту
Автор роботи, професор Джованні Баронтіні, використав хмару з 24 тисяч надхолодних атомів, охолоджених майже до абсолютного нуля. Усередині ізольованої системи атоми розділили лазерами на дві області — “світлу”, доступну для спостереження, та “темну”, недоступну для прямих вимірювань. “Світла” область періодично розширювалася і стискалася, нагадуючи спрощену модель Великого вибуху та гіпотетичного Великого стискання.
Дослідники встановили, що послідовність подій можна відновити, використовуючи лише інформацію зсередини системи, без зовнішнього годинника. Це підтверджує ідею, що час виникає як наслідок внутрішньої еволюції квантової системи, а не як незалежна величина.
Час виявився пов’язаним зі змінами ентропії — міри безладу в розподілі атомів. Коли розподіл частинок змінювався, система “рухалася вперед” у часі. Якщо зміни припинялися, перебіг часу фактично зупинявся.
“У деяких теоріях Всесвіту, особливо в квантовій гравітації, час не постає як вбудована властивість. Проте в повсякденному житті час тече від минулого до майбутнього — чому це так, якщо більшість фундаментальних законів фізики однаково працюють як уперед, так і назад? Це дослідження надає перші контрольовані експериментальні докази того, що ‘час’ можна визначити через зміни всередині системи, а не як зовнішній ‘хід годинника’, який ми зазвичай сприймаємо як час”, — зазначає Баронтіні.
На думку дослідників, платформа відкриває шлях до лабораторного вивчення процесів раннього Всесвіту, Великого вибуху, Великого стискання та моделей чорних дір.