ايتنا - ممکن است زمان، سرابی باشد که توسط فیزیک کوانتومی ایجاد شده است

ممکن است زمان، سرابی باشد که توسط فیزیک کوانتومی ایجاد شده است

ایتنا - یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که ممکن است زمان یک عنصر بنیادی از جهان نباشد؛ بلکه توهمی ناشی از درهم‌تنیدگی کوانتومی باشد.

برای فیزیکدانان، زمان یک مشکل پیچیده است؛ رفتار ناپایدار آن در میان برترین نظریه‌ها از جهان به بن‌بستی منجر شده که مانع از یافتن «نظریه همه‌چیز» یا یک چهارچوب برای توضیح فیزیک در تمام جهان می‌شود. به نظر می‌رسد که یک ناسازگاری جدی در نظریه کوانتومی وجود دارد که «مشکل زمان» نام دارد.

به گزارش ایتنا و به نقل از لازوساینس، به نظر می‌رسد که پژوهشگران در مطالعه‌ای جدید راه حلی برای این مشکل پیدا کرده باشند. آنها با تبدیل زمان به نتیجه‌ای از درهم‌تنیدگی کوانتومی، ارتباط عجیب بین دو ذره دور از هم را پیدا کرده و یافته‌های خود را در نشریه Physical Review A منتشر کردند.

آلِساندرو کوپو (فیزیکدان در شورای تحقیقات ملی ایتالیا) می‌گوید: «راهی وجود دارد که بتوان زمان را به گونه‌ای معرفی کرد که با قوانین کلاسیک و قوانین کوانتومی سازگار باشد و این همان تجلی درهم‌تنیدگی است. ارتباط بین ساعت و سیستم، ظهور زمان را ایجاد می‌کند که یک عنصر اساسی در زندگی ما به شمار می‌رود».

در مکانیک کوانتومی که برترین نظریه از دنیای میکروسکوپی است، زمان یک پدیده ثابت می‌باشد؛ یعنی جریانی یکنواخت و یک‌طرفه از گذشته به حال. زمان در خارج از سیستم‌های کوانتومی عجیب و همیشه در حال تغییر باقی می‌ماند و تنها با مشاهده تغییرات در موجودیت‌های خارجی (مانند عقربه‌های ساعت) قابل مشاهده است.

با این حال، طبق نظریه نسبیت عام اینشتین (که اجسام بزرگتر مانند بدن ما، ستارگان و کهکشان‌ها را توصیف می‌کند)، زمان با فضا در هم تنیده شده و می‌تواند در سرعت‌های بالا یا در حضور گرانش خمیده و کشیده شود. این تفاوت، دو نظریه برتر از واقعیت را در یک بن‌بست اساسی قرار می‌دهد. بدون حل این مشکل، یک نظریه منسجم از «همه چیز» دست‌نیافتنی باقی خواهد ماند.

برای حل این مشکل، پژوهشگران به نظریه‌ای به نام مکانیزم پیج و ووترز مراجعه کردند. این نظریه که اولین بار در سال ۱۹۸۳ پیشنهاد شد، بیان می‌کند که زمان برای یک جسم از طریق درهم‌تنیدگی کوانتومی آن با جسم دیگری که به عنوان ساعت عمل می‌کند، ظاهر می‌شود. اما برای یک سیستم بدون درهم‌تنیدگی، زمان وجود ندارد و سیستم جهان را به عنوان یک کلیت ثابت و بدون تغییر درک می‌کند.

با اعمال مکانیزم پیج و ووترز به دو حالت کوانتومی درهم‌تنیده اما غیر متعامل (یکی، یک نوسانگر هارمونیک لرزان و دیگری مجموعه‌ای از مغناطیس‌های کوچک که به عنوان ساعت عمل می‌کنند)، فیزیکدانان دریافتند که سیستم‌شان می‌تواند به طور کامل با معادله شرودینگر توصیف شود. این معادله رفتار اشیاء کوانتومی را پیش‌بینی می‌کند. اما به جای زمان، نسخه دانشمندان از این معادله معروف بر اساس حالات مغناطیس‌های کوچک که به عنوان ساعت عمل می‌کردند، عمل می‌کرد.

به گزارش ایتنا، این دیدگاهی جدید نیست، اما گام بعدی و متمایز گروه پژوهشی بود. آنها محاسبات خود را دو بار انجام دادند. ابتدا با فرض ساعت مغناطیسی و سپس نوسانگر هارمونیک اجسام ماکروسکوپی (بزرگتر). معادلات آنها به معادلات فیزیک کلاسیک فروکاهیده شدند که نشان می‌داد جریان زمان حتی برای اجسام در مقیاس بزرگ نیز نتیجه درهم‌تنیدگی است.

کوپو می‌گوید: «ما به شدت معتقدیم که جهت صحیح و منطقی این است که از فیزیک کوانتومی شروع کنیم و بفهمیم چگونه می‌توانیم به فیزیک کلاسیک برسیم و نه برعکس».

اما سایر فیزیکدانان با احتیاط به این موضوع نگاه کرده‌اند. با وجود اینکه مکانیزم پیج و ووترز یک ایده جالب برای منشأ کوانتومی زمان درنظر گرفته می‌شود، اما آنها می‌گویند هنوز چیزی که قابل آزمایش باشد، از این مطالعه به دست نیامده است.

به گزارش ایتنا، با وجود این تردیدها، مطرح کردن نظریه‌هایی پیرامون زمان با مبنای مکانیک کوانتومی ممکن است همچنان یک نقطه شروع امیدوارکننده باشد؛ البته به شرطی که بتوان آنها را برای تطبیق با آزمایش‌ها شکل داد.