Время замерло. Не в голливудском стиле «Матрицы», а в реальной лаборатории Бирмингемского университета, где физик Джованни Баронтини создал миниатюрную вселенную и наблюдал, как она изобретает собственные часы. Используя примерно 24 000 атомов рубидия, охлаждённых почти до абсолютного нуля, Баронтини создал нечто вроде космического снежного шара — с собственными циклами Большого взрыва, расширения и Большого сжатия, повторяющимися каждые 120 миллисекунд.
Установка звучит как научная фантастика, воплощённая в реальность. Атомы улавливаются пересекающимися лазерными лучами, а затем разделяются оптическим барьером на «светлый сектор», который можно наблюдать, и «тёмный сектор», который остаётся скрытым. Представьте себе космическое пересечение границы, где атомы могут мигрировать между областями, перенося с собой энтропию — по сути, беспорядок.
Когда внутренние часы переопределяют внешнее время
Поток энтропии между секторами атомов создает переменную времени, которая может замирать, пока лабораторные часы продолжают тикать.
Вот где всё становится странным на уровне сериала «Тьма». Вместо того чтобы измерять события с помощью обычного секундомера, Баронтини построил «энтропийное время», основанное исключительно на том, как беспорядок перемещался между его светлым и тёмным секторами. Когда энтропия обменивалась быстро, эти внутренние часы спешили вперёд. Когда поток энтропии почти останавливался, внутреннее время по сути замирало — даже несмотря на то, что лабораторные настенные часы продолжали тикать, как ни в чём не бывало.
Эти выводы бросают вызов общепринятому пониманию. В промежутках между мини-Большим сжатием и следующим мини-Большим взрывом, когда энтропия не текла, внутреннее время буквально не проходило. С точки зрения системы, эти интервалы вообще не существуют как «проходящее время».
Проверка величайшей загадки квантовой гравитации
Эксперимент предоставляет конкретный полигон для теорий «реляционного времени», предполагающих, что время возникает из внутренних корреляций.
Это связано с самой сложной загадкой физики: «проблемой времени». Когда вы пытаетесь квантово-механически описать вселенную с помощью таких уравнений, как уравнение Уилера — ДеВитта, внешнее время исчезает полностью. Вселенная существует, но без каких-либо космических часов дедушки, тикающих на заднем плане. Облако атомов Баронтини обеспечивает контролируемую экспериментальную среду, где время становится реляционным — определяемым корреляциями между различными частями системы, а не навязанным извне.
Его математическая модель, сформулированная в терминах энтропийного времени, хорошо совпала с экспериментальными данными. Это не просто математический трюк; это говорит о том, что данная конструкция внутреннего времени обладает реальной предсказательной силой.
Эксперимент не решает проблему того, как время работает в нашей реальной вселенной — эта мини-вселенная подчиняется стандартной квантовой механике, а не полным уравнениям пространства-времени Эйнштейна. Но он превращает чисто теоретические дискуссии о возникновении времени в нечто, что можно измерить, проверить и уточнить с помощью реальных данных.
От самых крутых автомобилей до обязательных гаджетов — ежедневная рассылка GadgetReview держит вас в курсе. Подпишитесь — это увлекательно, быстро и бесплатно.