Ο χρόνος, που για αιώνες θεωρείτο θεμελιώδες στοιχείο του σύμπαντος, μπορεί στην πραγματικότητα να είναι μια ψευδαίσθηση που προέρχεται από την κβαντική διεμπλοκή, σύμφωνα με νέα έρευνα.
Αυτή η ιδέα προσφέρει μια φρέσκια οπτική στο διαχρονικό πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι φυσικοί: την ασυμβατότητα του χρόνου στις καλύτερες θεωρίες του σύμπαντος, που εμποδίζει την επίτευξη μιας ενιαίας «θεωρίας των πάντων».
Η πρόταση των ερευνητών
Οι ερευνητές προτείνουν ότι ο χρόνος είναι αποτέλεσμα της κβαντικής διεμπλοκής, μιας μυστηριώδους σύνδεσης μεταξύ σωματιδίων. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Physical Review A, ίσως προσφέρουν λύση στο πρόβλημα του χρόνου.
«Υπάρχει τρόπος να εισαχθεί ο χρόνος με τρόπο που να είναι συνεπής τόσο με τους κλασικούς νόμους όσο και με τους κβαντικούς και αυτός εκδηλώνεται μέσα από τη διεμπλοκή», εξηγεί ο Alessandro Coppo, φυσικός στο Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας της Ιταλίας και κύριος συγγραφέας της μελέτης.
«Η συσχέτιση μεταξύ ενός ρολογιού και του συστήματος δημιουργεί την εμφάνιση του χρόνου, ενός θεμελιώδους στοιχείου της ζωής μας».
Η φύση του χρόνου στην κβαντική μηχανική
Στην κβαντική μηχανική, ο χρόνος θεωρείται σταθερός και εξωτερικός προς τα συστήματα που μετρά. Παρατηρείται μόνο μέσω αλλαγών σε εξωτερικές οντότητες, όπως οι δείκτες ενός ρολογιού.
Αντίθετα, η θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν περιγράφει τον χρόνο ως αλληλένδετο με τον χώρο, ικανό να διαστέλλεται ή να παραμορφώνεται υπό υψηλές ταχύτητες ή έντονα βαρυτικά πεδία.
Αυτή η διαφορά δημιουργεί σύγκρουση μεταξύ των δύο καλύτερων θεωριών μας για την πραγματικότητα, εμποδίζοντας τη διατύπωση μιας ενιαίας θεωρίας.
Η λύση: Μηχανισμός Page και Wootters
Οι ερευνητές επανεξέτασαν τον μηχανισμό Page και Wootters, μια θεωρία που προτάθηκε το 1983, σύμφωνα με την οποία ο χρόνος εμφανίζεται μέσω της κβαντικής διεμπλοκής. Σε ένα μη διεμπλεγμένο σύστημα, ο χρόνος δεν υπάρχει και το σύμπαν φαίνεται παγωμένο.
Εφαρμόζοντας αυτόν τον μηχανισμό σε δύο διεμπλεγμένες θεωρητικές κβαντικές καταστάσεις – έναν ταλαντευόμενο αρμονικό ταλαντωτή και ένα σύνολο μικροσκοπικών μαγνητών που λειτουργούν ως ρολόι – οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το σύστημά τους ευθυγραμμιζόταν τέλεια με την εξίσωση Schrödinger.
«Πιστεύουμε ακράδαντα ότι η σωστή κατεύθυνση είναι να ξεκινήσουμε από την κβαντική φυσική και να κατανοήσουμε πώς να φτάσουμε στην κλασική φυσική, όχι το αντίθετο», δήλωσε ο Coppo.
Οι αντιρρήσεις και οι επόμενες προκλήσεις
Παρά τις ενδιαφέρουσες δυνατότητες, άλλοι φυσικοί καλούν σε προσοχή, σημειώνοντας ότι ο μηχανισμός Page και Wootters δεν έχει ακόμη αποφέρει ελέγξιμα αποτελέσματα.
«Είναι μαθηματικά συνεπές να θεωρούμε τον παγκόσμιο χρόνο ως αποτέλεσμα διεμπλοκής, αλλά κανείς δεν γνωρίζει αν αυτή η προσέγγιση θα αποδώσει νέες γνώσεις ή θα επιφέρει πειραματικά τεστ», σχολίασε ο Vlatko Vedral, καθηγητής κβαντικής πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.
Παρά τις αμφιβολίες, η ιδέα του χρόνου ως ιδιότητα που αναδύεται από την κβαντική διεμπλοκή ανοίγει νέους δρόμους για την κατανόηση του σύμπαντος.
Το κλειδί τώρα είναι η ανάπτυξη θεωριών που μπορούν να ελεγχθούν πειραματικά, γεφυρώνοντας το χάσμα μεταξύ της κβαντικής μηχανικής και της γενικής σχετικότητας.
Βίντεο
