Κι αν ο Χρόνος ρέει (και) προς το παρελθόν; Νέα έρευνα ενισχύει σημαντικά τη θεωρία

Δεν είναι η πρώτη φορά που ακούμε για κάποια θεωρία ότι ο χρόνος δεν ρέει προς μία μόνο κατεύθυνση. Όμως, αυτή τη φορά έχουμε μια νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Surrey που αποκαλύπτει ότι ο χρόνος θα μπορούσε να ρέει και προς την αντίθετη κατεύθυνση λόγω διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε κβαντικό επίπεδο.

Για αιώνες, οι επιστήμονες προβληματίζονταν σχετικά με την κατεύθυνση του χρόνου, δηλαδή την ιδέα ότι ο χρόνος ρέει μη αναστρέψιμα από το παρελθόν προς το μέλλον. Αν και αυτό μοιάζει προφανές στη βιωμένη πραγματικότητά μας, οι υποκείμενοι νόμοι της Φυσικής δεν ευνοούν εγγενώς μία μόνο κατεύθυνση. Είτε ο χρόνος κινείται προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω, οι εξισώσεις παραμένουν οι ίδιες.

Ο Dr. Andrea Rocco, αναπληρωτής καθηγητής Φυσικής και Μαθηματικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Surrey και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε:

Ένας τρόπος για να το εξηγήσουμε αυτό είναι όταν κοιτάμε μια διαδικασία όπως το χυμένο γάλα που απλώνεται σε ένα τραπέζι, είναι σαφές ότι ο χρόνος κινείται προς τα εμπρός. Αλλά αν το παίζατε αυτό αντίστροφα, όπως σε μια ταινία, θα καταλαβαίνατε αμέσως ότι κάτι δεν πάει καλά, μιας και θα ήταν δύσκολο να πιστέψετε ότι το γάλα θα μπορούσε απλά να συγκεντρωθεί πίσω σε ένα ποτήρι.

Ωστόσο, υπάρχουν διαδικασίες, όπως η κίνηση ενός εκκρεμούς, που φαίνονται εξίσου αληθοφανείς και αντίστροφα. Ο γρίφος είναι ότι, στο πιο θεμελιώδες επίπεδο, οι νόμοι της Φυσικής μοιάζουν με το εκκρεμές, δηλαδή δεν υπολογίζουν μη αντιστρεπτές διαδικασίες. Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι ενώ η κοινή μας εμπειρία μας λέει ότι ο χρόνος κινείται μόνο προς μία κατεύθυνση, απλώς αγνοούμε ότι η αντίθετη κατεύθυνση θα ήταν εξίσου δυνατή.

Η μελέτη διερεύνησε πώς ένα κβαντικό σύστημα αλληλεπιδρά με το περιβάλλον του, γνωστό ως «ανοικτό κβαντικό σύστημα». Οι ερευνητές διερεύνησαν γιατί αντιλαμβανόμαστε τον χρόνο ως κινούμενο προς μία κατεύθυνση και αν αυτή η αντίληψη προκύπτει από την ανοιχτή κβαντομηχανική.

Για να απλοποιήσουν το πρόβλημα, η ομάδα έκανε δύο βασικές υποθέσεις. Πρώτον, αντιμετώπισαν το τεράστιο περιβάλλον που περιβάλλει το σύστημα με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να επικεντρωθούν μόνο στο ίδιο το κβαντικό σύστημα. Δεύτερον, υπέθεσαν ότι το περιβάλλον (όπως και ολόκληρο το Σύμπαν) είναι τόσο μεγάλο που η ενέργεια και η πληροφορία διαχέονται σε αυτό, χωρίς να επιστρέφουν ποτέ. Αυτή η προσέγγιση τους επέτρεψε να εξετάσουν πώς ο χρόνος αναδύεται ως μονόδρομο φαινόμενο, παρόλο που, σε μικροσκοπικό επίπεδο, ο χρόνος θα μπορούσε θεωρητικά να κινείται και προς τις δύο κατευθύνσεις.

Ακόμη και μετά την εφαρμογή αυτών των παραδοχών, το σύστημα συμπεριφερόταν 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 αντιστροφής του χρόνου εξακολουθεί να ισχύει σε ανοικτά κβαντικά συστήματα – υποδηλώνοντας ότι η κατεύθυνση του χρόνου μπορεί να μην είναι τόσο σταθερή όσο την βιώνουμε.

Ο Thomas Guff, μεταδιδακτορικός ερευνητής που ηγήθηκε των υπολογισμών, δήλωσε:

Το εκπληκτικό κομμάτι αυτού του project ήταν ότι ακόμη και μετά την πραγματοποίηση της τυπικής απλοποιητικής παραδοχής στις εξισώσεις μας που περιγράφουν ανοιχτά κβαντικά συστήματα, οι εξισώσεις εξακολουθούσαν να συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο είτε το σύστημα κινείται προς τα εμπρός είτε προς τα πίσω στο χρόνο. Όταν δουλέψαμε προσεκτικά τα μαθηματικά, διαπιστώσαμε ότι αυτή η συμπεριφορά έπρεπε να συμβαίνει επειδή ένα βασικό μέρος της εξίσωσης, ο «πυρήνας μνήμης», είναι συμμετρικός στο χρόνο. Βρήκαμε επίσης μια μικρή αλλά σημαντική λεπτομέρεια η οποία συνήθως παραβλέπεται: προέκυψε ένας ασυνεχής χρονικά παράγοντας που διατηρεί την ιδιότητα της χρονικής συμμετρίας ανέπαφη. Είναι ασυνήθιστο να βλέπουμε έναν τέτοιο μαθηματικό μηχανισμό σε μια εξίσωση της Φυσικής, επειδή δεν είναι συνεχής, και ήταν μεγάλη έκπληξη να τον βλέπουμε να εμφανίζεται τόσο φυσικά.

Η έρευνα προσφέρει μια νέα προοπτική σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της Φυσικής. Η κατανόηση της πραγματικής φύσης του χρόνου θα μπορούσε να έχει βαθιές επιπτώσεις στην Κβαντομηχανική, την Κοσμολογία και όχι μόνο.

[via]