Квантовый мир живет по своим законам, которые порой противоречат нашим представлениям о том, как устроен мир.
Например, в недавно опубликованной статье английские ученые заявляют о возможности существования в некоторых квантовых системах двух стрел времени, направленных в противоположные стороны. Это исследование открывает новые горизонты в изучении одной из самых сложных загадок физики, понимание истинной природы времени может иметь огромное значение для квантовой механики, космологии и многих других областей науки.
Несмотря на наш повседневный опыт, современные законы физики не всегда согласуются с идеей движения времени только в одном направлении — от прошлого к будущему. С точки зрения уравнений, существенной разницы между движением вперед и назад для стрелы времени не должно быть. Хотя эмпирический опыт подсказывает нам, что время движется только в одном направлении, мы не знаем, что противоположное движение также возможно.
Команда учёных Великобритании из Университета Суррея исследовала взаимодействие квантовой системы со средой в рамках так называемой открытой системы. Они хотели понять, почему мы воспринимаем время как однонаправленный феномен, и не возникает ли это восприятие из свойств открытой квантовой механики. Чтобы упростить задачу, они сформулировали две предпосылки, которые позволили им изучить возникновение времени как однонаправленного явления, несмотря на то, что на микроскопическом уровне время может двигаться в обе стороны.
Результаты расчетов показали, что даже после введения этих предпосылок система вела себя одинаково вне зависимости от направления стрелы времени. Это открытие дает математическое обоснование идее обратимой во времени симметрии в открытых квантовых системах, что намекает на то, что стрела времени может быть не настолько фиксированной, как мы привыкли думать.
«Удивительная особенность этого проекта заключается в том, что даже после того, как мы ввели стандартные упрощающие предпосылки в наши уравнения, описывающие открытые квантовые системы, уравнения все равно вели себя одинаково, двигаясь и вперед, и назад во времени. Когда мы тщательно проверили математику, мы обнаружили, что это поведение может объясняться тем, что ключевая часть уравнения, „зерно памяти“, симметрично во времени», — сказал Томас Гафф, один из исследователей.
Учёные также обнаружили небольшую, но существенную деталь: возникающий фактор разрыва времени сохраняет в целости временную симметрию. Удивительно было встретить этот математический механизм в физическом уравнении, особенно потому, что он выглядел таким естественным, пояснили авторы.
Путешествия во времени возможны, но могут оказаться не такими, как в кино. Новое исследование ставит под сомнение возможность сохранения воспоминаний о перемещении в прошлое. [Ранее] основываясь на втором законе термодинамики, гласящем о неизбежном возрастании энтропии, и концепции замкнутых времениподобных кривых, математик Лоренцо Гавассино предположил, что память человека будет стерта к моменту возвращения в настоящее.