В надії знайти джерело річки часу фізики з Університету Суррея Томас Гафф, Чінталпаті Умашанкар Шастрі та Андреа Рокко шукали ознаки його існування в еквіваленті гарячої квантової ванни під нескінченним простором вічності. Їх дослідження було опубліковано у Scientific Reports.
Зайве говорити, що вони не знайшли те, що шукали, натомість підтвердивши, що час тече тому так само легко назад, як і вперед у гудінні квантової механіки. Однак засвоєні уроки можуть коли-небудь розкрити, чому фізика наполягає на існуванні історії.
Якщо використовувати правильний жаргон, то фізика в цілому симетрична, коли справа стосується часу. Ми, можливо, ніколи не побачимо, як яйце відновлюється після розбиття або дуб перетворюється на жолудь, але коли більшість процесів зводяться до їхніх фундаментальних законів, мало що вказує на те, який кінець рівняння має бути звернений до минулого, а який до майбутнього.
Не те щоб не вистачало місць, де можна шукати підказки, чому минуле застрягло на місці. Наприклад, космологи вивчали, як Всесвіт розширюється від стану з низькою до високої ентропії. Квантові фізики загадувалися над питанням, чи може бути долучена мережа заплутаності частинок з навколишнім середовищем, що постійно розширюється. Досі не було нічого, що могло б дати чітке пояснення тому, чому вимір часу має таку зв'язність.
Гафф, Шастри та Рокко поставили собі питання, чи можуть квантові рівняння руху приховувати спосіб унеможливити повернення до минулого стану, діючи як свого роду храповик, який гарантує, що закони системи не зіслизнуть назад.
Вони використовували математичне наближення, відоме як ланцюг Маркова для опису спрощеної моделі нагрітих частинок, що штовхаються у відкритому контейнері. Застосовуючи марківську динаміку, в якій система не має пам'яті за межами сьогодення, кожен новий квантовий стан усередині системи залежатиме лише від одного попереднього стану, що може означати односторонню подорож у завтрашній світ або коливання, яке так само легко повертає частки назад.
Незалежно від того, куди команда дивилася в рівняннях ванни, вони не могли знайти жодних ознак того, що симетрія обігу часу суперечить тому, як розгортається квантова активність, маючи на увазі, що пам'ять марківської системи не віддає переваги минулому чи майбутньому.
«Наші результати показують, що хоча наш спільний досвід говорить нам, що час рухається лише в один бік, ми просто не усвідомлюємо, що протилежний напрямок був би таким самим можливим», — каже Рокко.
Хоча час може коливатися вперед і назад на квантовому рівні, він не робить цього в масштабах фізики, які ми відчуваємо. Справжня гаряча ванна під зірками гарантовано швидко остигає, оскільки енергія витікає в космос, що постійно розширюється.
Дослідники наполягають, що їхні результати аж ніяк не суперечать цьому закону термодинаміки. Зрештою, деякі закони фізики справді незворотні. Однак перевертання стріли часу у квантовому масштабі все одно призвело б до стійкого охолодження, що говорить про те, що немає нічого особливого в тому, щоб один напрямок переважав над іншим у квантовому масштабі, коли йдеться про термодинаміку.
Якщо це так, то наше колективне сприйняття одностороннього руху часу може бути врівноважене по інший бік Великого вибуху другим шляхом, який також уноситься космічним розширенням та збільшенням енергії з квантової відправної точки, яка пам'ятає майбутнє так само легко, як і минуле.
Джерела: University of Surrey
