Ryzykując nawałnicę głupich komentarzy, zamieszczamy poniższe – admin
Bez względu na to, jak bardzo się staramy, nie możemy pamiętać jutra. Ta banalna obserwacja kryje w sobie jedno z najgłębszych pytań współczesnej fizyki – dlaczego czas płynie tylko w jednym kierunku?
Najnowsze badania naukowców z Uniwersytetu w Surrey rzucają zaskakujące światło na tę fundamentalną zagadkę, podważając nasze intuicyjne rozumienie czasu.
Zespół fizyków – Thomas Guff, Chintalapati Umashankar Shastri i Andrea Rocco – podjął próbę odnalezienia źródła tak zwanej „strzałki czasu”, czyli fundamentalnej właściwości, która sprawia, że czas płynie nieubłaganie od przeszłości ku przyszłości.
W poszukiwaniu odpowiedzi naukowcy zagłębili się w kwantowy mikroświat, tworząc model przypominający „kwantową kąpiel” – układ rozgrzanych cząstek oddziałujących ze swoim otoczeniem.
Wyniki ich badań, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Scientific Reports” w 2025 roku, okazały się zaskakujące nawet dla samych badaczy. Okazuje się, że na poziomie kwantowym czas zachowuje się zupełnie inaczej niż w naszym codziennym doświadczeniu – płynie z równą łatwością zarówno do przodu, jak i wstecz. Zespół nie znalazł w swoich równaniach żadnych oznak, które by wskazywały na preferowany kierunek upływu czasu w świecie kwantowym.
Profesor Andrea Rocco, główny autor badania, podkreśla w swoich wypowiedziach, że chociaż nasze codzienne doświadczenie wskazuje na jednokierunkowy przepływ czasu, na poziomie kwantowym przeciwny kierunek okazuje się równie możliwy i naturalny z perspektywy równań fizycznych.
To odkrycie może wydawać się sprzeczne z naszym codziennym doświadczeniem. Widzimy przecież, jak filiżanka kawy rozbija się na podłodze i rozlewa, ale nigdy nie obserwujemy, by kawałki filiżanki samoistnie się złożyły, a rozlana kawa wskoczyła z powrotem do naczynia. Ten jednokierunkowy charakter zdarzeń tłumaczy się zazwyczaj drugą zasadą termodynamiki, która mówi, że entropia (miara nieuporządkowania) w zamkniętym układzie może tylko wzrastać.
Jednak problem polega na tym, że fundamentalne prawa fizyki – zarówno klasycznej, jak i kwantowej – są generalnie symetryczne względem czasu. Oznacza to, że gdy większość procesów sprowadzimy do ich podstawowych równań, nie znajdziemy tam żadnej wskazówki, która determinowałaby kierunek upływu czasu. Z punktu widzenia podstawowych równań mechaniki kwantowej, czas mógłby równie dobrze płynąć do tyłu, co do przodu.
Guff, Shastri i Rocco zastanawiali się, czy równania kwantowe ruchu nie kryją w sobie jakiegoś mechanizmu, który uniemożliwiałby cofnięcie się w czasie – czegoś na kształt zapadki, która zapobiega „ześlizgiwaniu się” układu w tył. Do opisu uproszczonego modelu zderzających się w otwartym pojemniku cząstek zastosowali przybliżenie matematyczne znane jako łańcuch Markowa. W tym podejściu każdy nowy stan kwantowy w układzie zależy tylko od jednego poprzedniego stanu, co mogłoby sugerować jednokierunkowy przepływ czasu.
Jednak wynik analizy był jednoznaczny – nawet przy zastosowaniu takiego modelu, równania zachowywały symetrię odwrócenia czasu. Na poziomie kwantowym nie znaleziono żadnego mechanizmu, który by faworyzował jeden kierunek czasu nad drugim. „Pamięć” układu Markowa nie wykazywała preferencji ani dla przeszłości, ani dla przyszłości.
Thomas Guff, pierwszy autor badania, tłumaczy w publikacji, że w ich analizach odkryli zaskakujący fakt – równania zachowywały symetrię odwrócenia czasu nawet po przyjęciu standardowych uproszczeń. Wynika to z właściwości matematycznej określanej jako „jądro pamięci”, które zachowuje symetrię czasową.
Badacze podkreślają jednak, że ich odkrycie w żaden sposób nie przeczy drugiej zasadzie termodynamiki. W makroskopowym świecie entropia nadal wzrasta, a procesy pozostają nieodwracalne. Jednakże fakt, że na poziomie kwantowym nic nie wskazuje na preferowany kierunek czasu, rodzi fascynujące pytania o naturę rzeczywistości.
Jedną z możliwych interpretacji jest to, że nasze zbiorowe postrzeganie czasu jako ścieżki jednokierunkowej mogłoby zostać zrównoważone po Wielkim Wybuchu przez drugą ścieżkę, która również wynika z ekspansji kosmosu. W tym scenariuszu istniałyby dwie przeciwstawne strzałki czasu, obie biorące swój początek w momencie Wielkiego Wybuchu, ale płynące w przeciwnych kierunkach.
Choć taka koncepcja może wydawać się abstrakcyjna, ma poważne implikacje dla naszego rozumienia fundamentalnej natury rzeczywistości. Gdyby faktycznie istniały dwie strzałki czasu, mogłoby to rzucić nowe światło na wiele nierozwiązanych problemów w fizyce, od natury ciemnej energii po zagadkę asymetrii materii i antymaterii we wszechświecie.
W swoich publikacjach profesor Rocco przytacza obrazową analogię: z jednej strony mamy procesy jak rozlewające się mleko, które jednoznacznie wskazują na kierunek upływu czasu, a z drugiej – zjawiska podobne do ruchu wahadła, które mogłyby być obserwowane równie naturalnie zarówno do przodu, jak i wstecz. Na poziomie fundamentalnym, podkreśla naukowiec, prawa fizyki bardziej przypominają to drugie – wahadło nie uwzględniające nieodwracalnych procesów.
Badania zespołu z Surrey nie odpowiadają ostatecznie na pytanie, dlaczego w naszym codziennym doświadczeniu czas płynie tylko w jednym kierunku, ale sugerują, że odpowiedź może leżeć poza samą mechaniką kwantową. Być może kluczem jest rozszerzający się wszechświat, w którym energia nieustannie rozprasza się do coraz większej objętości, lub też skomplikowane splątanie kwantowe, które łączy cząstki na poziomach niewyobrażalnych dla naszej intuicji.
Niezależnie od ostatecznego wyjaśnienia, badania zespołu z Surrey przypominają nam, że rzeczywistość na poziomie kwantowym często okazuje się znacznie bardziej fascynująca i złożona, niż wskazywałaby na to nasza codzienna intuicja. Może się okazać, że nasze poczucie jednokierunkowego upływu czasu to jedynie lokalna właściwość wszechświata, w którym żyjemy, a nie fundamentalna zasada rzeczywistości.
Dopóki jednak fizycy nie rozwiążą ostatecznie tej zagadki, wciąż musimy pogodzić się z faktem, że bez względu na naszą wiedzę teoretyczną, w praktyce nigdy nie będziemy w stanie pamiętać jutra.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz