Timpul ar putea fi doar o iluzie creată de fizica cuantică

S-ar putea ca timpul să nu fie un element fundamental al Universului; timpul ar putea fi o iluzie care apare din inseparabilitatea cuantică, sugerează un nou studiu.

Timpul este o problemă complicată pentru fizicieni; comportamentul său inconsistent între cele mai bune teorii despre Univers contribuie la un impas care îi împiedică pe cercetători să găsească o „teorie a totului”, adică un cadru pentru a explica toată fizica din Univers.

• Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
• Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ

Însă, în noul studiu, cercetătorii sugerează că ar fi găsit un indiciu pentru rezolvarea acestei probleme: timpul ar putea fi o iluzie a inseparabilității cuantice, conexiunea ciudată dintre două particule aflate la distanță.

Echipa și-a publicat descoperirile în jurnalul Physical Review A.

Timpul ar putea fi o iluzie. De ce cred asta cercetătorii?

„Există o modalitate de a introduce timpul care este consistentă atât cu legile clasice, cât și cu legile cuantice, și care este o manifestare a inseparabilității. Corelația dintre ceas și sistem creează apariția timpului, un ingredient fundamental în viețile noastre”, a declarat Alessandro Coppo, fizician la Consiliul Național de Cercetare din Italia și autor al studiului.

În mecanica cuantică, cea mai bună teorie despre lumea microscopică, timpul este un fenomen fix, un flux inexorabil și unidirecțional de la trecut la prezent. Rămâne extern față de sistemele cuantice bizare și mereu schimbătoare pe care le măsoară și poate fi văzut doar observând schimbările entităților externe, cum ar fi acele unui ceas.

Totuși, conform teoriei relativității generale a lui Einstein, care descrie obiectele mai mari, cum ar fi corpurile noastre, stelele și galaxiile, timpul este împletit cu spațiul și poate fi distorsionat și dilatat la viteze mari sau în prezența gravitației. Acest lucru pune cele cele mai bune două teorii despre realitate într-un impas fundamental. Fără rezolvarea acestuia, o teorie coerentă a totului rămâne inaccesibilă.

„Se pare că există o inconsistență serioasă în teoria cuantică. Aceasta este ceea ce numim problema timpului”, a spus Coppo, citat de Space.com.

O teorie veche de 40 de ani

Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii s-au întors la o teorie numită mecanismul Page și Wootters. Propusă pentru prima dată în 1983, teoria sugerează că timpul apare pentru un obiect prin „încurcarea” cuantică a acestuia cu un altul care acționează ca un ceas. Pentru un sistem „neîncâlcit”, pe de altă parte, timpul nu există, iar sistemul percepe Universul ca fiind înghețat și neschimbat.

Aplicând mecanismul Page și Wootters la două stări cuantice teoretice inseparabile, dar care nu interacționează, una un oscilator armonic vibrant și cealaltă un set de magneți mici care acționează ca un ceas, fizicienii au descoperit că sistemul lor ar putea fi perfect descris de ecuația Schrödinger, care prevede comportamentul obiectelor cuantice. Totuși, în locul timpului, versiunea lor a celebrei ecuații funcționa conform stărilor micilor magneți care acționau ca un ceas.

Această idee nu este nouă, dar pasul următor al echipei a fost ceva nou. Oamenii de știință au repetat calculele de două ori, presupunând mai întâi că ceasul magnetic și apoi oscilatorul armonic erau obiecte macroscopice (mai mari). Ecuațiile lor s-au simplificat în cele pentru fizica clasică, sugerând că fluxul timpului este o consecință a inseparabilității chiar și pentru obiectele la scară mare.

Nu toți oamenii de știință sunt de acord că timpul ar putea fi o iluzie

„Credem cu tărie că direcția corectă și logică este să începem de la fizica cuantică și să înțelegem cum să ajungem la fizica clasică, nu invers”, a spus Coppo. Alți fizicieni și-au exprimat prudența. Deși consideră mecanismul Page și Wootters o idee fascinantă pentru originile cuantice ale timpului, au spus că acesta încă nu a produs nimic testabil.

„Da, este matematic consistent să considerăm timpul universal drept inseparabilitatea dintre câmpurile cuantice și stările cuantice ale spațiului 3D”, a spus Vlatko Vedral, profesor de știința informației cuantice la Universitatea din Oxford (Anglia), care nu a fost implicat în lucrare.

„Cu toate acestea, nimeni nu știe dacă va rezulta ceva nou sau fructuos din această perspectivă, cum ar fi modificările aduse fizicii cuantice și relativității generale și testele experimentale corespunzătoare”, continuă el.

În ciuda acestor îndoieli, construirea teoriilor despre timp din mecanica cuantică poate fi totuși un loc promițător de început, atât timp cât acestea pot fi modelate pentru a se potrivi cu experimentele.

„Poate există ceva despre inseparabilitatea care are un rol. Poate singura modalitate de a înțelege timpul nu este dintr-o perspectivă divină, ci din interior, din perspectiva de a întreba ce anume din viață manifestă o astfel de aparență a lumii”, a spus Adam Frank, fizician teoretician la Universitatea din Rochester (SUA), care nu a fost implicat în studiu.

Vă recomandăm să citiți și:

Ce au descoperit cercetătorii de la Google după ce au simulat apariția vieții?

Astronomii au descoperit o gaură neagră rară care pândește în Calea Lactee

Cum apar misterioasele „vârtejuri” de pe Lună? Cercetătorii cred că au aflat cauza!

„Cometele întunecate” ar putea reprezenta 60% dintre obiectele cosmice din apropierea Pământului