Физики создали мини-вселенную, где время возникло без внешних часов вместо привычного отсчёта

Британские исследователи из Бирмингемского университета провели эксперимент, в котором время возникало внутри изолированной квантовой системы без использования внешнего измерительного прибора. Результаты работы, опубликованные в журнале Physical Review Research, предоставляют первое контролируемое экспериментальное подтверждение того, что временной поток может являться внутренним свойством системы, а не внешним параметром.

Теоретической основой исследования послужило уравнение Уилера — ДеВитта, согласно которому Вселенная на фундаментальном уровне представляет собой неизменное квантовое состояние, лишённое встроенного времени. В такой модели любое ощущение длительности должно возникать исключительно из взаимосвязей между составными частями системы. Руководитель проекта профессор Джованни Баронтини создал упрощённый аналог космоса, используя облако из 24 тысяч сверхохлаждённых атомов рубидия.

Экспериментальная установка представляла собой герметичный квантовый объём, разделённый лазерным барьером на наблюдаемую «светлую» и ненаблюдаемую «тёмную» области. Учёные зафиксировали, что при изменении энтропии — меры беспорядка и распределения частиц между секторами — система демонстрировала направленное движение «вперёд во времени». При остановке изменений этот внутренний процесс замирал. Авторы назвали выявленный феномен «энтропийным временем».

Параметры полученного времени соответствовали ряду ключевых критериев: однонаправленный поток, корректное упорядочивание событий в динамической системе и вариативная скорость течения. Исследователи также доказали, что фундаментальное уравнение квантовой механики — уравнение Шрёдингера — может быть переписано с использованием энтропийного времени, что позволяет корректно описывать эволюцию квантовых систем без привязки к классическому хронометражу.

Разработанная методика даёт возможность тестировать теории квантовой гравитации и космологии в лабораторных условиях. В перспективе планируется масштабирование подхода для моделирования физических процессов Большого взрыва, Большого сжатия и искусственных чёрных дыр.

Источник: sciencedaily