Acest mini-univers construit din atomi ultra-răciți pune sub semnul întrebării natura timpului

Curiozitate.ro

Acest mini-univers construit din atomi ultra-răciți pune sub semnul întrebării natura timpului

Un experiment cu atomi ultrareci arată că timpul ar putea fi o consecință a ignoranței noastre, nu o proprietate fundamentală a universului.

Timpul curge doar pentru că nu știm totul. Un fizician a reușit să construiască în laborator un univers închis, acolo unde ceasurile nu există, iar rezultatul ar putea schimba felul în care înțelegem realitatea. De aproape 60 de ani o ecuație le dă bătăi de cap fizicienilor.

Ecuația Wheeler-DeWitt spune că întregul univers poate fi descris fără să existe un timp exterior, fără vreun ceas cosmic care să ticăie din afara lui. Dacă universul e un sistem complet închis, atunci timpul n-ar trebui să existe. Dar noi îl simțim. Cum e posibil?

Atomi ultrareci separați de un fascicul laser

Giovanni Barontini, cercetător la Universitatea din Birmingham, a luat un nor de atomi ultrareci și l-a despărțit în două cu un fascicul laser subțire. Pe o parte le-a numit sectorul luminos, pe cealaltă sectorul întunecat. A observat doar jumătatea luminoasă, ignorând complet cealaltă.

Și exact din această alegere, ceva extraordinar s-a născut. Răspunsul ar putea fi mai simplu decât pare. Barontini a răcit atomi de rubidiu până aproape de zero absolut, creând un condensat Bose-Einstein, o stare în care mii de atomi se comportă ca un singur obiect cuantic.

A capturat acest nor într-o capcană, l-a separat în două cu laserul și a lăsat o parte neobservată. În sectorul luminos, atomii începeau să oscileze, traversând periodic bariera laseră. Barontini a numit aceste momente Big Bang și Big Crunch, ca în cosmologie.

A urmărit cum entropia, adică dezordinea, se schimba între cele două jumătăți. Din aceste schimburi a construit un ceas complet intern, pe care l-a numit timp entropic.

Ignoranța creează curgerea timpului

Și atunci a văzut ceva remarcabil. Când entropia circula din abundență, timpul accelera. Când schimburile încetineau, timpul încetinea la fel. Când cele două sectoare ajungeau la echilibru, ceasul intern se oprea complet.

Timpul entropic ordona evenimentele coerent și permitea găsirea unei forme a ecuației Schrödinger care reproducea fidel observațiile. Concluzia e uluitoare. Timpul a apărut exact pentru că o parte a sistemului a fost lăsată neobservată.

Ignoranța, transformată în entropie, a generat curgerea temporală. Barontini spune că săgeata timpului se naște poate pur și simplu din ignoranță.

Același dispozitiv ar putea simula acum găuri negre sau condițiile din universul timpuriu, deschizând un proiect experimental fără precedent asupra celor mai profunde întrebări ale fizicii.

Surse și detalii suplimentare