Τι θα λέγατε αν ο χρόνος δεν είναι τόσο σταθερός όσο νομίζαμε; Φανταστείτε ότι αντί να ρέει προς μία κατεύθυνση -από το παρελθόν στο μέλλον-, ο χρόνος θα μπορούσε να ρέει προς τα εμπρός ή προς τα πίσω λόγω διεργασιών που λαμβάνουν χώρα σε κβαντικό επίπεδο. Αυτή είναι η ανακάλυψη που προκαλεί τη σκέψη που έκαναν ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Surrey, καθώς μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι τα αντίθετα βέλη του χρόνου μπορεί θεωρητικά να προκύψουν από ορισμένα κβαντικά συστήματα.
Επί αιώνες, οι επιστήμονες προβληματίζονται για το βέλος του χρόνου – την ιδέα πως ο χρόνος ρέει μη αναστρέψιμα από το παρελθόν στο μέλλον. Αν και αυτό φαίνεται προφανές στη βιωμένη μας πραγματικότητα, οι υποκείμενοι νόμοι της Φυσικής δεν ευνοούν εγγενώς μια ενιαία κατεύθυνση. Είτε ο χρόνος κινείται προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω, οι εξισώσεις παραμένουν οι ίδιες.
Ο δρ Andrea Rocco, αναπληρωτής καθηγητής Φυσικής και Μαθηματικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Surrey και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε:
«Ένας τρόπος για να το εξηγήσετε αυτό είναι όταν κοιτάζετε μια διαδικασία, όπως το χυμένο γάλα που απλώνεται σε ένα τραπέζι – είναι ξεκάθαρο ότι ο χρόνος προχωρά. Αλλά αν το παίξετε αντίστροφα, όπως μια ταινία, θα μπορούσατε να πιστέψετε ότι κάτι ήταν λάθος – θα ήταν δύσκολο να πιστέψετε ότι το γάλα θα μπορούσε να μαζευτεί πίσω στο ποτήρι».
Εξίσου δυνατή
«Ωστόσο, υπάρχουν διαδικασίες, όπως η κίνηση ενός εκκρεμούς, που φαίνονται εξίσου πιστευτές αντίστροφα. Το παζλ είναι ότι, στο πιο θεμελιώδες επίπεδο, οι νόμοι της Φυσικής μοιάζουν με το εκκρεμές. Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι ενώ η κοινή εμπειρία μάς λέει ότι ο χρόνος κινείται μόνο προς μια κατεύθυνση, δεν αντιλαμβανόμαστε ότι η κίνηση προς την αντίθετη κατεύθυνση θα ήταν εξίσου δυνατή», ανέφερε.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο «Scientific Reports», διερεύνησε πώς ένα κβαντικό σύστημα -ο κόσμος του υποατομικού- αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, γνωστό ως «ανοιχτό κβαντικό σύστημα». Οι ερευνητές εξέτασαν γιατί αντιλαμβανόμαστε τον χρόνο ως κινούμενο προς μια κατεύθυνση και αν αυτή η αντίληψη προκύπτει από την ανοιχτή κβαντική μηχανική.
Για να απλοποιήσει το πρόβλημα, η ομάδα έκανε δύο βασικές υποθέσεις. Πρώτον, αντιμετώπισαν το τεράστιο περιβάλλον που περικλείει το σύστημα με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να επικεντρωθούν μόνο στο ίδιο το κβαντικό σύστημα. Δεύτερον, υπέθεσαν ότι το περιβάλλον -όπως ολόκληρο το σύμπαν- είναι τόσο μεγάλο που η ενέργεια και οι πληροφορίες διαχέονται σε αυτό και δεν επιστρέφουν ποτέ. Αυτή η προσέγγιση τους επέτρεψε να εξετάσουν πώς ο χρόνος εμφανίζεται ως μονόδρομο φαινόμενο, παρόλο που, σε μικροσκοπικό επίπεδο, ο χρόνος θα μπορούσε θεωρητικά να κινηθεί και προς τις δύο κατευθύνσεις.
Μαθηματική βάση
Ακόμη και μετά την εφαρμογή αυτών των υποθέσεων, το σύστημα συμπεριφέρθηκε με τον ίδιο τρόπο, είτε ο χρόνος κινούνταν προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω. Αυτή η ανακάλυψη παρείχε μια μαθηματική βάση για την ιδέα ότι η συμμετρία χρονικής αντιστροφής εξακολουθεί να ισχύει στα ανοιχτά κβαντικά συστήματα – υποδηλώνοντας ότι το βέλος του χρόνου μπορεί να μην είναι τόσο σταθερό όσο το βιώνουμε.
Ο Thomas Guff, μεταδιδακτορικός ερευνητής που οδήγησε τους υπολογισμούς, είπε: «Το εκπληκτικό μέρος αυτού του έργου ήταν ότι ακόμη και αφού κάναμε την τυπική απλοποιητική υπόθεση στις εξισώσεις μας που περιγράφουν ανοιχτά κβαντικά συστήματα, οι εξισώσεις συμπεριφέρονταν με τον ίδιο τρόπο είτε το σύστημα κινούνταν προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω στον χρόνο. Η εξίσωση, ο “πυρήνας μνήμης”, είναι συμμετρική χρονικά.
»Βρήκαμε επίσης μια μικρή αλλά σημαντική λεπτομέρεια που συνήθως παραβλέπεται – εμφανίστηκε ένας χρονικά ασυνεχής παράγοντας που διατηρεί ανέπαφη την ιδιότητα της χρονικής συμμετρίας. Είναι ασυνήθιστο να βλέπουμε έναν τέτοιο μαθηματικό μηχανισμό σε μια εξίσωση Φυσικής, επειδή δεν είναι συνεχής, και ήταν πολύ περίεργο να τον βλέπουμε να αναδύεται τόσο φυσικά».
Η έρευνα προσφέρει μια νέα προοπτική για ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στη Φυσική. Η κατανόηση της αληθινής φύσης του χρόνου θα μπορούσε να έχει βαθιές επιπτώσεις για την κβαντική μηχανική, την κοσμολογία – και όχι μόνο.
Πηγή: ScienceDaily, 13-02-2025 | Υλικό: Πανεπιστήμιο του Sur
Εφημερίδα Απογευματινή
