Êâàíòîâàÿ ìàøèíà âðåìåíè ðåàëüíà? Íîâîå èññëåäîâàíèå áðîñàåò âûçîâ âñåìó, ÷òî ìû çíàåì
Ó÷åíûå îáíàðóæèëè, ÷òî äâèæåíèå âðåìåíè íà êâàíòîâîì óðîâíå ìîæåò áûòü íå ñòðîãî îäíîñòîðîííèì. Õîòÿ íàø ïîâñåäíåâíûé îïûò çàñòàâëÿåò äóìàòü, ÷òî òå÷åíèå âðåìåíè íåîáðàòèìî, ôóíäàìåíòàëüíàÿ ôèçèêà ïðåäïîëàãàåò îáðàòíîå.
Èññëåäîâàíèå îòêðûòûõ êâàíòîâûõ ñèñòåì ïîêàçàëî, ÷òî äàæå ïðè ðàññìîòðåíèè ðàññåèâàíèÿ ýíåðãèè âî Âñåëåííîé, ñèììåòðèÿ âðåìåíè îñòàåòñÿ íåèçìåííîé. Áûë îáíàðóæåí óäèâèòåëüíûé ìàòåìàòè÷åñêèé ôàêòîð — «ÿäðî ïàìÿòè», ïîäòâåðæäàþùèé, ÷òî âðåìÿ òåîðåòè÷åñêè ìîæåò äâèãàòüñÿ â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ. Ýòî îòêðûòèå ìîæåò èçìåíèòü ïîíèìàíèå âðåìåíè, ôèçèêè è Âñåëåííîé.
×òî, åñëè äâèæåíèå âðåìåíè íå òàê ôèêñèðîâàíî, êàê ìû ïðåäïîëàãàåì? Âìåñòî òîãî, ÷òîáû äâèãàòüñÿ òîëüêî èç ïðîøëîãî â áóäóùåå, ìîæåò ëè âðåìÿ òàêæå òå÷ü íàçàä ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ? Àâòîðû èññëåäîâàíèÿ, îïóáëèêîâàííîãî â Scientific Reports, ðàññìîòðåëè ýòó âîçìîæíîñòü, îáíàðóæèâ, ÷òî ïðîòèâîïîëîæíûå íàïðàâëåíèÿ òå÷åíèÿ âðåìåíè òåîðåòè÷åñêè ìîãóò âîçíèêàòü â îïðåäåëåííûõ êâàíòîâûõ ñèñòåìàõ.
Õîòÿ äëÿ íàñ ýòî êàæåòñÿ î÷åâèäíûì â ïîâñåäíåâíîé æèçíè, ôóíäàìåíòàëüíûå çàêîíû ôèçèêè íà ñàìîì äåëå íå îòäàþò ïðåäïî÷òåíèå îäíîìó íàïðàâëåíèþ ïåðåä äðóãèì. Íåçàâèñèìî îò òîãî, äâèæåòñÿ âðåìÿ âïåðåä èëè íàçàä, óðàâíåíèÿ, êîòîðûå óïðàâëÿþò ôèçè÷åñêèìè ïðîöåññàìè, îñòàþòñÿ íåèçìåííûìè.
Êîãäà ìû ñìîòðèì, íàïðèìåð, íà ïðîëèòîå ìîëîêî, ðàñòåêàþùååñÿ ïî ñòîëó, ñòàíîâèòñÿ ÿñíî, ÷òî âðåìÿ äâèæåòñÿ âïåðåä. Íî åñëè ïðîêðóòèòü ýòî â îáðàòíîì ïîðÿäêå, êàê êèíîïëåíêó, òî ñëîæíî ïîâåðèòü, ÷òî ìîëîêî ìîæåò ñîáðàòüñÿ îáðàòíî â ñòàêàí.
Îäíàêî ñóùåñòâóþò ïðîöåññû, íàïðèìåð, òàêèå, êàê äâèæåíèÿ ìàÿòíèêà, êîòîðûå âûãëÿäÿò ñòîëü æå ïðàâäîïîäîáíî è â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè. Çàãàäêà â òîì, ÷òî íà ñàìîì ôóíäàìåíòàëüíîì óðîâíå çàêîíû ôèçèêè íàïîìèíàþò ìàÿòíèê; îíè íå ó÷èòûâàþò íåîáðàòèìûå ïðîöåññû. Âûâîäû èññëåäîâàòåëåé ïîêàçûâàþò, ÷òî õîòÿ íàø îáùèé îïûò ãîâîðèò, ÷òî âðåìÿ äâèæåòñÿ òîëüêî â îäíîì íàïðàâëåíèè, ìû ïðîñòî íå îñîçíàåì, ÷òî ïðîòèâîïîëîæíîå íàïðàâëåíèå áûëî áû òàê æå âîçìîæíî.
 ðàìêàõ èññëåäîâàíèÿ áûëî èçó÷åíî, êàê êâàíòîâàÿ ñèñòåìà — ìèð ñóáàòîìíîãî — âçàèìîäåéñòâóåò ñî ñâîåé ñðåäîé, èçâåñòíîé êàê îòêðûòàÿ êâàíòîâàÿ ñèñòåìà. Èññëåäîâàòåëè ðàññìîòðåëè, ïî÷åìó ìû âîñïðèíèìàåì âðåìÿ êàê äâèæåíèå â îäíîì íàïðàâëåíèè, è âîçíèêàåò ëè ýòî âîñïðèÿòèå èç îòêðûòîé êâàíòîâîé ìåõàíèêè.
×òîáû óïðîñòèòü çàäà÷ó, êîìàíäà ñäåëàëà äâà êëþ÷åâûõ ïðåäïîëîæåíèÿ. Âî-ïåðâûõ, îíè ðàññìàòðèâàëè îáøèðíóþ ñðåäó, îêðóæàþùóþ ñèñòåìó, òàêèì îáðàçîì, ÷òî ìîãëè ñîñðåäîòî÷èòüñÿ òîëüêî íà ñàìîé êâàíòîâîé ñèñòåìå. Âî-âòîðûõ, îíè ïðåäïîëîæèëè, ÷òî ñðåäà — êàê è âñÿ Âñåëåííàÿ — íàñòîëüêî âåëèêà, ÷òî ýíåðãèÿ è èíôîðìàöèÿ ðàññåèâàþòñÿ â íåé, íèêîãäà íå âîçâðàùàÿñü. Ýòîò ïîäõîä ïîçâîëèë èçó÷èòü, ÷òî âðåìÿ âîçíèêàåò êàê îäíîñòîðîííåå ÿâëåíèå, õîòÿ íà ìèêðîñêîïè÷åñêîì óðîâíå îíî òåîðåòè÷åñêè ìîæåò äâèãàòüñÿ â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ.
Äàæå ïîñëå ïðèìåíåíèÿ ýòèõ ïðåäïîëîæåíèé ñèñòåìà âåëà ñåáÿ îäèíàêîâî, íåçàâèñèìî îò òîãî, äâèãàëîñü ëè âðåìÿ âïåðåä èëè íàçàä. Ýòî îòêðûòèå äàëî ìàòåìàòè÷åñêîå îáîñíîâàíèå èäåå î òîì, ÷òî ñèììåòðèÿ îáðàùåíèÿ âðåìåíè âñå åùå ñîõðàíÿåòñÿ â îòêðûòûõ êâàíòîâûõ ñèñòåìàõ. Òî åñòü ñòðåëà âðåìåíè ìîæåò áûòü íå òàêîé ôèêñèðîâàííîé, êàê ìû åå âîñïðèíèìàåì.
Óäèâèòåëüíî, ÷òî äàæå ïîñëå ïðèíÿòèÿ ñòàíäàðòíîãî óïðîùàþùåãî ïðåäïîëîæåíèÿ ê óðàâíåíèÿì ó÷åíûõ, îïèñûâàþùèì îòêðûòûå êâàíòîâûå ñèñòåìû, ýòè óðàâíåíèÿ âñå ðàâíî âåëè ñåáÿ îäèíàêîâî, íåçàâèñèìî îò òîãî, äâèãàëàñü ëè ñèñòåìà âïåðåä èëè íàçàä âî âðåìåíè. Íà îñíîâå ìàòåìàòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî òàêîå ïîâåäåíèå äîëæíî áûëî èìåòü ìåñòî, òàê êàê êëþ÷åâàÿ ÷àñòü óðàâíåíèÿ, «ÿäðî ïàìÿòè», ñèììåòðè÷íà âî âðåìåíè.
Òàêæå îáíàðóæèëàñü íåáîëüøàÿ, íî âàæíàÿ äåòàëü, êîòîðàÿ îáû÷íî óïóñêàëàñü èç âèäó — ïîÿâèëñÿ ïðåðûâèñòûé âî âðåìåíè ôàêòîð, êîòîðûé ñîõðàíÿë ñâîéñòâî ñèììåòðèè âî âðåìåíè íåòðîíóòûì. Òàêîé ìàòåìàòè÷åñêèé ìåõàíèçì â óðàâíåíèè ôèçèêè íàáëþäàòü áûëî íåîáû÷íî, òàê êàê îí íå ÿâëÿåòñÿ íåïðåðûâíûì, è äëÿ ó÷åíûõ áûëî î÷åíü óäèâèòåëüíî âèäåòü, êàê îí âîçíèê òàê åñòåñòâåííî.
Òàêèì îáðàçîì, ýòî èññëåäîâàíèå ïðåäëàãàåò ñâåæèé âçãëÿä íà îäíó èç ñàìûõ áîëüøèõ çàãàäîê â ôèçèêå. Ïîíèìàíèå èñòèííîé ïðèðîäû âðåìåíè ìîæåò èìåòü ãëóáîêèå ïîñëåäñòâèÿ äëÿ êâàíòîâîé ìåõàíèêè, êîñìîëîãèè, è íå òîëüêî.



