Kwantowe splątanie tworzy naturalny kierunek czasu
Nowa struktura teoretyczna skupia się na mikroskopowej skali rzeczywistości. Fizyk Cai Qingyu wraz z zespołem sugerują, że jednokierunkowość czasu nie jest czymś dodanym, ale wyłania się sama z wewnętrznej dynamiki układów kwantowych. Na tym poziomie cząstki nie są od siebie odizolowane. Wchodzą w interakcje, wymieniają informacje i tworzą tzw. korelacje kwantowe. Według badaczy, to właśnie narastanie tych powiązań sprawia, iż ewolucja całego układu staje się praktycznie nieodwracalna. Choć równania na to zezwalają, w praktyce odtworzenie wcześniejszego stanu jest niewykonalne. Chińscy fizycy potraktowali korelację jako miarę ilości informacji współdzielonej między częściami układu zamkniętego, co pozwoliło im śledzić jego zmiany w czasie.
Czytaj też: Fizycy rozwiązali problem z “Teorii wielkiego podrywu”. Reaktory fuzyjne naprawdę to potrafią!
Nieodwracalność nie jest więc zewnętrznym nakazem, lecz wynika z samej struktury układu. Gdy składowe kwantowe oddziałują, informacja o ich pierwotnych stanach rozprasza się i staje niedostępna. To właśnie ten proces ma tworzyć fundamentalne poczucie „wcześniej” i „później”, które wszyscy odczuwamy. Klasyczne wyjaśnienie pochodzi z termodynamiki XIX wieku. Austriacki fizyk Ludwig Boltzmann powiązał nieodwracalność czasu ze wzrostem entropii, czyli miary nieporządku w układzie izolowanym. Zasada ta znakomicie tłumaczy, dlaczego kostka lodu topnieje w szklance, a nie odwrotnie.
Problem w tym, że to rozwiązanie nie jest kompletne. Podstawowe prawa fizyki cząstek są symetryczne w czasie. Innymi słowy, nie rozróżniają przeszłości i przyszłości. Teoria Boltzmanna opierała się na określonych założeniach o warunkach początkowych wszechświata, co dla wielu naukowców pozostaje niezadowalającym obejściem problemu. Wciąż istnieje luka między symetrią praw mikroświata a oczywistą asymetrią naszego doświadczenia. Praca chińskiego zespołu ma na celu wypełnienie tej właśnie luki. Zastosowane podejście wskazuje, jak jednokierunkowość czasu może bezpośrednio wynikać z procesów kwantowych, bez konieczności odwoływania się do szczególnych początków wszechświata czy roli obserwatora.
Nowe spojrzenie jako uzupełnienie układanki
Warto podkreślić, iż nowa teoria nie jest rewolucją obalającą dotychczasową wiedzę. Zasada wzrostu entropii wciąż obowiązuje w skali makro, a teoria względności Einsteina nadal poprawnie opisuje czas w kontekście grawitacji i wielkich prędkości. Propozycja z Hainan stanowi raczej próbę uzupełnienia istniejącego obrazu, most między prawami mikro- i makroświata.
Badanie oferuje głębokie spostrzeżenia w fundamentalne pojęcie między fizyką kwantową a klasyczną, dotykając jednego z najgłębszych pytań w nauce – podkreśla Sun Changpu z Chińskiej Akademii Nauk
Praca wpisuje się w szerszy nurt fizyki, który stara się wyjaśnić, jak złożone zjawiska: jak upływ czasu czy klasyczna rzeczywistość wyłaniają się z prostszych, podstawowych zasad. Dla marzycieli o podróżach w przeszłość wnioski są raczej chłodne. Jeśli Chińczycy mają rację, kierunek czasu nie jest kaprysem, acz fundamentalną cechą rzeczywistości, zakorzenioną w samych kwantowych fundamentach istnienia. Czas płynie naprzód, bo taka jest jego natura.