Nova teorijska studija sugeriše da vreme možda nije osnovna osobina sveta, već da nastaje iz kvantne upletenosti između sistema u kojima jedan deluje kao "sat", a drugi kao posmatrani sistem. Model sa harmonijskim oscilatorom i magnetnim spin-sistemom pokazuje da iz takve upletenosti može proizaći Schrödingerova dinamika, a u klasičnom limitu i Hamiltonove jednačine. Ideja je matematički konzistentna, ali je i dalje spekulativna i bez neposredne eksperimentalne potvrde.
Možda Nema Fundamentalnog Vremena: Nova Studija Predlaže Da Vreme Proističe Iz Kvantne Upletenosti
New study argues time may emerge from quantum entanglement rather than exist as a fundamental backdrop. (CREDIT: Shutterstock)
Vreme je dugo smatrano jednom od retkih konstanti fizike: dok se materija menja i zvezde gase, vreme kao da neumitno protiče. Nova teorijska studija dovodi u pitanje ovu pretpostavku i predlaže hrabru ideju — vreme možda nije osnovna osobina sveta, već se pojavljuje iz kvantne upletenosti između sistema.
The evolving system phase space with the admitted orbits when cm≠0∀m and κ=3/4, r=2/3 for M=20 (on the left) or M=50 (on the right). (CREDIT: Physical Review A)
Rad objavljen u Physical Review A vraća pažnju na mehanizam koji su 1983. predložili Page i Wootters. Autori su izgradili eksplicitni model u kojem jedan kvantni podsistem funkcioniše kao "sat", a drugi kao posmatrani sistem; ukoliko su upleteni na pravi način, činilo bi se da drugi sistem evoluira u odnosu na prvi — i to bez potrebe za spoljnim parametrom vremena.
Graphical representation of the marginal probability distribution related to |β|2 w.r.t the space-time coordinates and b) its section at any constant time for the example with κ = 3/4 introduced in the main text. (CREDIT: Physical Review A)
Šta predlaže model?
Za konkretan test autori su koristili dva neinteragujuća, ali upletena sistema: harmonijski oscilator (klasičan model za titranje) i magnetni spin-sistem koji igra ulogu sata. Oscilatorovo ponašanje nije dikirala neka spoljašnja vremenska promenljiva, već njegova upletenost sa spin-sistemom. U tim uslovima dinamika se podudara sa Schrödingerovom jednačinom — centralnom formulacijom kvantne mehanike.
The evolving system phase-space with the admitted orbits when cm= 0∀m and κ = 3/4, r = 2/3 for M = 20 (on the left) or M =50 (on the right). (CREDIT: Physical Review A)
Gde su granice ovog pristupa?
Studija takođe ukazuje na ograničenja. U potpuno kvantnom režimu sat je mogao da označi samo deo mogućih stanja oscilatora: zbog konačne strukture sata, nije moguće pokriti beskonačan opseg stanja oscilatora. Ključni zaključak je da, da bi se dobila uobičajena ("klasična") dinamika, kvantni sat mora da pređe u klasični limit — drugim rečima, mora postati dovoljno velik ili makroskopski kako bi njegovo ponašanje ličilo na klasično.
The contour plot of the marginal probability distribution related to |𝛽|2 with respect to the evolving system phase-space coordinates. (CREDIT: Physical Review A)
Kada i sat i oscilator pređu u svoje klasične limite, jednačine se redukuju na poznate Hamiltonove jednačine klasične mehanike, što pokazuje kako poznati tok vremena može da proističe iz istog upletenog okvira.
The energy-time phase-space with the admitted orbits when cm= 0 ∀m and κ = 3/4, r = 2/3 for M = 20 (on the left) and M = 50 (on the right). (CREDIT: Physical Review A)
"Izgleda da u kvantnoj teoriji postoji ozbiljna kontradikcija. To nazivamo problemom vremena," rekao je Alessandro Coppo iz Italijanskog nacionalnog istraživačkog saveta.
Vlatko Vedral sa Univerziteta Oksford ističe da je ideja matematički konzistentna, ali da još nije jasno hoće li iz nje proisteći nove predvidljive modifikacije kvantne fizike ili opšte relativnosti koje bi se mogle eksperimentalno proveriti.
Zašto je to važno?
Problem je dubok: kvantna mehanika tretira vreme kao eksterni parametar, dok opšta relativnost integriše vreme u zakrivljeno prostor-vreme koje zavisi od gravitacije i brzine. Ova razlika je jedna od prepreka ka jedinstvenoj teoriji koja bi povezala mikrosvet i kosmološke razmere.
Autori novog rada ne tvrde da su dokazali kako univerzum zaista funkcioniše, već pokazuju konkretan model u kome vremenski parametri mogu da se pojave iz relacijskih kvantnih korelacija. To je konceptualno vredno zato što jasno navodi koje uslove bi takav pristup zahtevao — naročito ulogu upletenih sistema koji mogu igrati uloge sata i posmatrača.
"Možda je jedini način da razumemo vreme ne iz Božje perspektive, već iznutra — iz perspektive sistema koji manifestuju takav osećaj toka," rekao je Adam Frank sa Univerziteta Rochester.
Za sada ideja ostaje spekulativna: direktna eksperimentalna potvrda daleko je izvan trenutnih mogućnosti. Ipak, rad proširuje alatni set za proučavanje kvantnih satova, kvantnih referentnih okvira i prelaza od kvantnog ka klasičnom ponašanju.
Rezultati istraživanja su dostupni online u časopisu Physical Review A. Originalna priča je objavljena u The Brighter Side of News.
Pomozite nam da budemo bolji.
