Как объединить теорию Эйнштейна и квантовый мир: время на самом деле иллюзия, считают физики

Ученые уже долгое время пытаются понять природу времени, но с этим возникает много трудностей. Новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review A, предполагает, что время на самом деле является лишь иллюзией, а не одним из главных компонентов Вселенной. И эта иллюзия возникает из квантовой запутанности, то есть необычной связи между удаленными друг от друга частицами. Таким образом физики считают, что они нашли возможное решение проблемы, которая не позволяет создать так называемую теорию всего или основу для объяснения всей физики во Вселенной. Она должна объединить квантовую механику и теорию относительности, но противоречия в поведении времени в этих теориях, в том числе, не дают этого сделать, пишет Live Science.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Квантовая механика и время

Лучшей теорией для описания Вселенной на микроуровне является квантовая механика. В этой теории время является постоянным явлением, которое имеет направленное в одну сторону движение, то есть из прошлого в будущее. Время остается отдельным элементом по отношению к квантовым системам, которые постоянно меняются и которые это время измеряет. Время можно увидеть только при наблюдении за изменениями во внешних объектах, например, за перемещением стрелок часов.

Теория относительности Эйнштейна и время

Лучшей теорий для описания Вселенной на макроуровне является общая теория относительности Эйнштейна. Она описывают не микроскопические частицы, а более крупные объекты, такие как планеты, звезды и галактики. Точнее, эта теория описывает все, что больше элементарных частиц. В теории относительности время неразрывно связно с пространством и образует ткань пространства-времени. Из-за гравитации время может искривляться вместе с пространством.

Таким образом противоречивое поведение времени в двух главных теориях для описания физики во Вселенной ставит ученых в тупик. И эта проблема является одной из причин невозможности найти так называемую теорию всего, которая могла бы полностью объяснить природу Вселенной на всех уровнях.

Проблема времени

По словам авторов исследования, в квантовой теории существует серьезное противоречие, и оно называется проблемой времени. Чтобы решить эту проблему, физики использовали существующую более 40 лет теорию, известную как механизмом Пейджа и Вуттерса. Согласно этой теории, время возникает для объекта из-за его квантовой запутанности с другим объектом, который действует как часы для измерения времени. Теория предполагает, что без квантовой запутанности времени не существует и система воспринимает Вселенную как неизменную и статичную.

Физики применили механизм Пейджа и Вуттерса к двум квантовым системам, которые имеют квантовую запутанность, но не взаимодействуют между собой. В результате оказалось, что эти системы можно хорошо описать уравнением Шредингера, которое предсказывает поведение квантовых объектов. То есть, физики пришли к выводу, что время существует благодаря квантовой запутанности. Дальнейшие эксперименты показали, что применение уравнений к более крупным объектам так же показывает существование времени вследствие квантовой запутанности.

Путь к созданию теории всего, но не все так просто

Авторы исследования считают, что время можно ввести в расчеты таким образом, чтобы оно согласовывалось с квантовой и классической физикой. Стоит сказать, что это лишь теоретическое исследование, поэтому другие физики отнеслись с некоторой долей скептицизма к полученным результатам. Ученые считают, что пока нет возможности проверить квантовое происхождение времени в реальности.

Напоминаем, некоторые ученые считают, что во Вселенной существуют такие частицы, которые способны перемещаться быстрее, чем фотоны, то есть частицы света. Проще говоря, эти гипотетические частицы двигаться со сверхсветовой скоростью, что невозможно, согласно нынешним законам физики. Но авторы недавнего исследования считают, что сверхсветовые частицы не просто существуют, но их можно согласовать с теорией относительности Эйнштейна, как уже писал Фокус.

Также Фокус писал о том, что новый метод микроскопии показывает движение атомов в высоком разрешении. Исследователи разработали новаторский метод квантовой микроскопии, позволяющий наблюдать за движением электронов на атомном уровне с беспрецедентной точностью.

Напоминаем также, что индийские ученые показали первую в мире технологию холодного ядерного синтеза, с помощью которой можно создать термоядерную энергию. Она может заменить все источники энергии на Земле, является чистой и почти безграничной, как уже писал Фокус.