Што такі час і ці можа быць так, што ўсе нашы ўяўленні пра яго памылковыя? Калі паспрабаваць разабрацца, апынецца, што чалавецтва ўспрымае час досыць проста - яно рухаецца наперад і не можа павярнуць назад. Больш за тое, ход часу няўмольны і мы ніякім чынам не можам на яго паўплываць. Нядаўна каманда даследчыкаў з Цэнтра квантавай дынамікі Універсітэта Грыфіта, Нацыянальнага інстытута вымярэнняў (NMI) і Аўстралійскай арганізацыі ядзерных навук і тэхналогій (ANSTO) паставіла эксперымент, галоўнай мэтай якога з'яўлялася спроба даказаць правільнасць ці няправільнасць сучаснай квантавай тэорыі часу. Новая рэвалюцыйная тэорыя, на думку яе аўтараў, можа перавярнуць ўсе нашы ўяўленне пра час і прасторы - усё таму, што яна дапускае магчымасць існавання статычнай і нязменнай Сусвету. Фізікі выказалі здагадку, што факт змены рэчаў з цягам часу не з'яўляецца прыроджанай асаблівасцю прыроды, а хутчэй выкліканы фундаментальным парушэннем сіметрыі звароту часу, званым «Т-парушэннем». Калі навукоўцы апынуцца правы, то іх праца пераверне ўсе сучасныя ўяўленні аб часе і прасторы, а таксама зменіць наш погляд на фундаментальныя законы прыроды.
Квантавая тэорыя часу
Сучаснае разуменне часу мяркуе, што яно цячэ толькі ў адным кірунку - ад меншай энтрапіі да большай і з'яўляецца фундаментальнай характарыстыкай Сусвету. Яшчэ ў 1927 году астраном сэр Артур Эдзінгтон заявіў, што паступовае рассейванне энергіі з'яўляецца доказам незваротнасці «стрэлы часу». Цікава, што само паняцце «страла часу» не адпавядае вядомым законам фізікі, дзеючым як у прамым так і ў процілеглым кірунку. Так што калі б хтосьці ведаў шляху ўсіх часціц у Сусвеце, то змог бы звярнуць іх назад і энергія стала б назапашвацца, а не рассейвацца.
Цікава і тое, што з самага моманту зараджэння тэрмадынамікі (1850-я гады) формула статыстычнага размеркавання невядомых траекторый часціц з'яўлялася адзіным спосабам разліку распаўсюджвання энергіі. Аднак разлікі, выкананыя такім чынам, дэманстравалі, што з цягам часу агульная карціна станавілася ... усё больш змазанай. А вось новая квантавая тэорыя часу, высунутая фізікам-тэарэтыкам, прафесарам Універсітэта Грыфіта Джоан Ваккаро, мяркуе, што час можа цечу і ў іншых кірунках, але мы назіраем яго плынь толькі ў адным кірунку - наперад.
Энтрапія ў дакладных і прыродазнаўчых навуках пазначае меру незваротнага рассейвання энергіі ці яе бескарыснасці.
Новая тэорыя, як аказалася, распрацоўвалася прафесарам Ваккаро цэлых дзесяць гадоў. Ваккаро параўнала працягу часу з ветрам, дзьмуў на дрэвы, адзначыўшы, што мы можам бачыць рух лісця, але не мяркуем, што лісце прымушаюць вецер дзьмуць праз іх. Той факт, што мы можам назіраць, як рэчы змяняюцца з цягам часу, не з'яўляецца «убудаванай асаблівасцю прыроды», а выкліканы «фундаментальным парушэннем сіметрыі звароту часу», вядомым як «парушэнне Т«.
Як піша Ваккаро, «парушэнні Т» не дазваляюць матэрыі заставацца лакалізаванай ў часе. З-за «T-парушэнняў» аб'екты не з'яўляюцца і не знікаюць выпадкова, яны існуюць бесперапынна. Вядомыя нам законы руху і захавання масы з'яўляюцца нічым іншым як сімптомамі гэтых самых «Т-парушэнняў».
Хочаце заўсёды быць у курсе апошніх навуковых адкрыццяў з самых розных галін навукі? Падпісвайцеся на наш канал навін у Telegram, каб не прапусціць нічога цікавага!
Доказы новай тэорыі часу
Такім чынам, згодна з атрыманых у ходзе даследавання даных, энергія рассейваецца, а аб'екты прыходзяць у раўнавагу. Адбываецца гэта таму, што элементарныя часціцы пры ўзаемадзеянні заблытваюцца. Гэты дзіўны эфект фізікі называюць «квантавым змешваннем» або заблытанасць. Больш падрабязна пра тое, што такое квантавая заблытанасць, я распавядала ў гэтым артыкуле.
Для праверкі сваёй тэорыі даследчыкі распачалі не самы просты крок, адправіўшыся наўпрост да ядзернай рэактара, размешчанага ў Лукас-Хайтс (Сіднэй, Аўстралія), каб вымераць «Т-парушэнні» ад нейтрына. Справа ў тым, што і нейтрына і іх аналогі з антырэчыва (антинейтрино), вырабляюцца ў ядзерных рэактарах. Для правядзення эксперыменту фізікі ўсталявалі ў розных месцах рэактара некалькі дакладных атамных гадзін. Нагадаю, што атамныя гадзіны - гэта прыбор для вымярэння часу, у якім выкарыстоўваюцца ваганні, звязаныя з адбываюцца на ўзроўні атамаў або малекул працэсамі.
Антинейтрино - гэта субатомные часціцы, якія праяўляюць "Т-парушэнне". Яны рухаюцца скрозь матэрыю цэлымі, паколькі слаба ўзаемадзейнічаюць з ёй, і ядзерныя рэактары вырабляюць іх вялізныя патокі.
Ідэя ўстаноўкі атамных гадзін заключаецца ў тым, што калі гадзіны не сінхранізуюцца, то фізікі стануць сведкамі эфекту квантавага запаволення часу або лакальных «T-парушэнняў». Як адзначаюць аўтары навуковай працы, практычны бок новай квантавай тэорыі часу заключаецца ў тым, што калі ў вас ёсць вобласць з вялікай колькасцю нейтрына, напрыклад, генераваных ядзернай рэактарам, то час можа рухацца па-іншаму.
Мяркуецца, што гадзіннік, размешчаныя паблізу актыўнай зоны рэактара, ня сінхранізуюцца з больш аддаленымі гадзінамі. Гэта азначае, што гадзіннік побач з рэактарам будуць паказваць некаторы запаволенне часу або розніцу ў мінулым часе ў параўнанні з гадзінамі, размешчанымі нават на невялікай адлегласці ад рэактара. Прычына такога эфекту носіць чыста квантавы характар і ўзнікае з-за «Т-парушэнняў» антинейтрино, выпусканых актыўнай зонай рэактара. Цікава і тое, што нягледзячы на ўжо апублікаваныя вынікі, фізікі ў бліжэйшыя шэсць месяцаў працягнуць назірання.
Чытайце таксама: Чаму квантавая фізіка падобна магіі?
Рэзюмуючы гэтак незвычайнае і складанае даследаванне, адзначым, што наперадзе ў навукоўцаў вельмі шмат працы. Прафесар Ваккаро ў афіцыйнай заяве адзначыла, што «калі эфект запаволення часу адбываецца на ўзроўні рэактара, нам трэба будзе праверыць яго на іншых ядзерных рэактарах, а затым шукаць эфект у іншых месцах, напрыклад, у дадзеных аб арбітах планет». А вось ужо апублікаваная праца можа быць выкарыстана ў якасці асновы для наватарскіх навуковых даследаванняў у гэтай галіне.