Fyzik Giovanni Barontini z University of Birmingham vytvoril v laboratóriu zjednodušený kvantový „minivesmír“, ktorý mu umožnil skúmať jednu zo základných otázok fyziky – čo je vlastne čas a či môže existovať bez vonkajších hodín.
Základom experimentu bolo 24-tisíc atómov schladených na teplotu len niekoľko miliardtín stupňa nad absolútnou nulou. Atómy sa nachádzali v dobre izolovanom systéme, ktorý vedec pomocou optickej bariéry rozdelil na dve oblasti – pozorovanú „svetlú“ časť a nepozorovanú „tmavú“ časť.
Pozorovaná oblasť sa opakovane rozpínala a zmršťovala, čím v zjednodušenej podobe pripomínala cyklus veľkého tresku a následného veľkého kolapsu. Vývoj systému sa však nesledoval pomocou laboratórnych hodín. Barontini namiesto toho využil zmeny v rozložení atómov a v entropii medzi jeho dvoma časťami.
Z týchto vnútorných zmien dokázal vytvoriť takzvaný entropický čas. Ten správne zoradil jednotlivé udalosti aj počas opakovaných cyklov rozpínania a zmršťovania. Keď sa rozloženie atómov nemenilo, zastavil sa aj takto definovaný čas. Jeho rýchlosť sa zároveň menila podľa toho, ako sa v systéme presúvala entropia.
Experiment nadväzuje na problém známy z kvantovej gravitácie. Niektoré teoretické modely opisujú vesmír bez zabudovaného vonkajšieho času. Ak je totiž vesmír všetkým, čo existuje, nemá mimo seba žiadne hodiny, podľa ktorých by sa dal merať jeho vývoj. Čas by preto mohol vznikať až zo vzťahov a zmien medzi jednotlivými časťami systému.
Barontini zároveň ukázal, že pomocou entropického času možno upraviť Schrödingerovu rovnicu a správne reprodukovať nameraný vývoj experimentu. Nejde však o dôkaz, že čas v skutočnom vesmíre funguje presne týmto spôsobom. Výskum skôr vytvoril laboratórne prostredie, v ktorom bude možné prakticky testovať teórie kvantovej gravitácie, veľkého tresku, kolapsu vesmíru alebo simulovaných čiernych dier.
Giovanni Barontini University of Birmingham entropický čas Schrödingerova rovnica kvantová gravitácia veľký tresk kolaps vesmíru čierna diera
Komentáre