Новое исследование физиков предполагает, что время может быть иллюзией

Учёные пытались понять природу времени на протяжении многих веков. Но новое теоретическое исследование предполагает, что время может быть иллюзией, сотканной на квантовом уровне.

Время — сложная проблема для физиков; его противоречивое поведение в наших лучших теориях Вселенной создает тупиковую ситуацию, не позволяющую исследователям найти «теорию всего» или структуру для объяснения всей физики во Вселенной.

.

Но в новом исследовании ученые предполагают, что они, возможно, нашли ключ к решению этой проблемы: сделав время следствием квантовой запутанности , странной связи между двумя далеко расположенными частицами. Команда опубликовала свои выводы в журнале Physical Review A.
«Существует способ ввести время, которое согласуется как с классическими законами, так и с квантовыми законами и является проявлением запутанности», — сказал Live Science первый автор Алессандро Коппо , физик из Национального исследовательского совета Италии. «Корреляция между часами и системой создает возникновение времени, фундаментального ингредиента нашей жизни».
В квантовой механике , нашей лучшей теории микроскопического мира, время — это фиксированное явление — неумолимый, однонаправленный поток из прошлого в настоящее. Оно остается внешним по отношению к причудливым и постоянно меняющимся квантовым системам, которые оно измеряет, и его можно увидеть, только наблюдая изменения внешних сущностей, таких как стрелки часов.
Однако, согласно общей теории относительности Эйнштейна , описывающей более крупные объекты, такие как наши тела, звезды и галактики, время переплетено с пространством и может искривляться и расширяться на высоких скоростях или в присутствии гравитации. Это ставит две наши лучшие теории реальности в фундаментальный тупик. Без его разрешения последовательная теория всего остается недостижимой.
«Похоже, в квантовой теории есть серьезное противоречие», — сказал Коппо. «Это то, что мы называем проблемой времени».

Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к теории, называемой механизмом Пейджа и Вуттерса. Впервые предложенная в 1983 году, теория предполагает, что время возникает для одного объекта через его квантовую запутанность с другим, действующим как часы. Для незапутанной системы, с другой стороны, время не существует, и система воспринимает вселенную как замороженную и неизменную.

.

Применив механизм Пейджа и Вуттерса к двум запутанным, но невзаимодействующим теоретическим квантовым состояниям — одно из которых представляет собой вибрирующий гармонический осциллятор, а другое — набор крошечных магнитов, действующих как часы, — физики обнаружили, что их система может быть идеально описана уравнением Шредингера , которое предсказывает поведение квантовых объектов. Однако вместо времени их версия знаменитого уравнения работала в соответствии с состояниями крошечных магнитов, действующих как часы.

Это понимание не ново, но следующим шагом команды было. Они повторили свои вычисления дважды, предположив сначала, что магнитные часы, а затем гармонический осциллятор были макроскопическими (более крупными) объектами. Их уравнения упростились до уравнений классической физики, предполагая, что течение времени является следствием запутанности даже для объектов больших масштабов.

«Мы твердо убеждены, что правильным и логичным направлением будет начать с квантовой физики и понять, как прийти к классической физике, а не наоборот», — сказал Коппо.
Другие физики выразили осторожность. Несмотря на то, что механизм Пейджа и Вуттерса показался им увлекательной идеей квантового происхождения времени, они заявили, что пока не удалось получить ничего проверяемого.