Ilustracija napravljena u ChatGPT-u
Koliko god se trudili, ne možemo se sjećati sutrašnjeg dana. A fizičari još uvijek ne znaju zašto.
U nadi da će otkriti izvor vremenske rijeke, fizičari sa Univerziteta u Surreyju – Thomas Guff, Chintalpati Umashankar Shastry i Andrea Rocco – pretražili su ekvivalent užarene kvantne kupke ispod beskonačnog prostranstva vječnosti.
Naravno, nisu pronašli ono što su tražili. Umjesto toga, potvrdili su da vrijeme u kvantnoj mehanici teče unazad jednako lako kao i unaprijed. Ipak, naučene lekcije mogle bi jednog dana objasniti zašto fizika insistira na postojanju prošlosti.
Fizika i vrijeme – zašto ne vidimo razbijeno jaje kako se ponovo spaja?
Govoreći stručnim jezikom, fizika je u velikoj mjeri simetrična kada je riječ o vremenu. Iako nikada nećemo vidjeti kako se razbijeno jaje ponovo sastavlja ili hrast vraća u žir, većina fizičkih procesa, kada se svedu na osnovne zakone, ne daje prednost ni jednom smjeru vremena.
Kosmolozi su pokušali riješiti ovu misteriju istražujući kako se svemir širi iz stanja niske u stanje visoke entropije. Kvantni fizičari su se pitali da li bi moglo biti povezano sa sve većom mrežom kvantne spregnutosti čestica sa okolinom. Ipak, nijedno objašnjenje do sada nije dalo jasan odgovor na pitanje zašto vrijeme izgleda kao jednosmjerna ulica, piše Science Alert.
Da li kvantna mehanika krije odgovor?
Guff, Shastry i Rocco su razmatrali mogućnost da kvantne jednačine kretanja sadrže mehanizam koji bi povratak u prošlo stanje učinio nemogućim – nešto poput “kvantnog čegrtaljka” koji sprečava sistem da klizi unazad.
Koristeći matematičku aproksimaciju poznatu kao Markovljev lanac, opisali su pojednostavljeni model zagrijanih čestica koje se sudaraju u otvorenom sistemu. Prema Markovljevoj dinamici, sistem nema “sjećanje” osim trenutnog stanja – svaka nova kvantna konfiguracija zavisi samo od prethodne. To bi moglo značiti da čestice mogu podjednako lako putovati naprijed ili nazad kroz vrijeme.
Međutim, gdje god su fizičari pogledali u jednačinama svoje kvantne kupke, nisu pronašli nikakav znak da je simetrija vremenskog obrta narušena. To sugerira da “sjećanje” Markovljevog sistema ne preferira ni prošlost ni budućnost.
Ako kvantna mehanika dopušta povratak u prošlost, zašto to ne vidimo?
“Naša otkrića sugeriraju da, iako nam iskustvo govori da vrijeme teče samo u jednom smjeru, zapravo ne primjećujemo da je i suprotni smjer jednako moguć,” objašnjava Rocco.
Ipak, iako vrijeme može titrati naprijed-nazad na kvantnom nivou, u stvarnom svijetu toga nema. Na primjer, ako se okupate pod zvijezdama u toploj kadi, ona će se neminovno ohladiti dok energija odlazi u beskonačnost širećeg svemira.
Autori naglašavaju da njihovo istraživanje ne proturječi zakonima termodinamike. Neki zakoni fizike su zaista nepovratni. Ipak, čak i ako bismo obrnuli smjer vremena na kvantnom nivou, proces hlađenja bi se nastavio odvijati, što sugerira da ni jedan smjer vremena nije posebno privilegovan na tom nivou kada je riječ o termodinamici.
Ako je to tačno, naše iskustvo vremena kao jednosmjerne ulice možda je samo polovina priče. S druge strane Velikog praska mogla bi postojati druga vremenska avenija – jedna koja se širi u suprotnom smjeru, s kvantnom početnom tačkom koja se “sjeća” budućnosti jednako lako kao što mi pamtimo prošlost.
Ovo istraživanje objavljeno je u časopisu Scientific Reports.
About Author
