Vedci vytvorili „minivesmír“ z 24 000 atómov. Spochybňuje naše chápanie času
Čas berieme ako samozrejmosť. Meriame ho mobilom, atómovými hodinami, kalendárom aj vlastným starnutím. Lenže fyzika má s časom problém, ktorý znie takmer absurdne: v niektorých teóriách vesmíru čas vôbec nemusí byť základnou vlastnosťou reality. Nemusí „tikať“ zvonka. Môže vzniknúť až z toho, čo sa deje vnútri systému.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom oknePráve túto myšlienku sa teraz vedci pokúsili dostať z rovníc do laboratória. Profesor Giovanni Barontini z University of Birmingham vytvoril so svojím tímom kvantový model, ktorý popularizačné médiá opisujú ako „minivesmír“. Nešlo o skutočný vesmír v skle, ale o presne kontrolovaný systém z 24 000 ultrachladných atómov rubídia, v ktorom sa dal skúmať tok času bez použitia vonkajších hodín.
Vesmír bez vonkajších hodín
Experiment vychádza z problému, ktorý fyzikov trápi najmä pri kvantovej gravitácii. Keď opisuješ celý vesmír ako jeden uzavretý systém, nemáš sa na čo odvolať zvonka. Neexistujú externé hodiny mimo vesmíru, podľa ktorých by si určil, čo bolo predtým a čo potom.
V klasickom živote to riešiš jednoducho. Pozrieš sa na hodinky. V kozmológii a kvantovej gravitácii však podobný trik nemusí fungovať. Ak je vesmír všetko, čo existuje, čas by mal byť definovaný z jeho vlastných vnútorných zmien.
Barontini preto vytvoril dobre izolovaný kvantový systém. Ako uvádza štúdia, atómy ochladil na teploty len zlomky nad absolútnou nulou a pomocou laserov rozdelil systém na 2 časti. Jedna bola pozorovateľná, teda „svetlá“. Druhá zostala skrytá, teda „tmavá“. Medzi nimi mohli atómy meniť svoje rozloženie a tým vytvárať vnútornú dynamiku celého systému.

Ako sme písali pri experimente so „záporným časom“, kvantový svet často rozbíja bežnú intuíciu. Neznamená to, že vedci objavili cestovanie v čase. Znamená to skôr, že pojmy ako trvanie, poradie udalostí a meranie času sa na mikroskopickej úrovni správajú inak, než by čakal zdravý rozum.
Malý „Big Bang a Big Crunch“
Najzaujímavejšie na experimente bolo správanie pozorovateľnej časti systému. „Svetlý“ sektor sa opakovane rozpínal a zmršťoval. Vedci to prirovnávajú k zjednodušenému cyklu Big Bang a Big Crunch, teda k teoretickému scenáru, v ktorom sa vesmír najprv rozpína a neskôr zrúti späť.
Toto prirovnanie netreba brať doslovne. V laboratóriu nevznikla galaxia, čierne diery ani nový kozmos. Vedci vytvorili analógový model, teda fyzikálny systém, ktorý sa dá matematicky prirovnať k určitým kozmologickým rovniciam. Jeho hodnota je v tom, že umožňuje testovať abstraktné myšlienky v kontrolovaných podmienkach.
V primárnej štúdii Barontini opisuje, že systém sa dá chápať ako analóg takzvaného Wheelerovho-DeWittovho vesmíru. Práve tento rámec patrí medzi prístupy, v ktorých sa objavuje „problém času“. Rovnice môžu opisovať vesmír ako celok, no bez jasného vonkajšieho parametra, ktorý by udalosti zoradil do sekvencie.
Čas vznikol z neporiadku
Kľúčom je entropia. Zjednodušene povedané, entropia opisuje, ako sú častice v systéme rozložené a ako sa mení miera „neporiadku“. V experimente sa atómy presúvali medzi svetlou a tmavou časťou. Keď sa ich rozloženie menilo, systém mal vlastný smer vývoja. Keď sa nemenilo, „čas“ v tomto vnútornom opise akoby stál.
Vedci tomu hovoria entropický čas. Nie je to čas z hodiniek na stene laboratória, ale čas odvodený z vnútorného stavu systému. Dôležité je, že podľa štúdie dokázal správne zoradiť udalosti aj počas opakovaných cyklov rozpínania a zmršťovania. Navyše mohol plynúť rýchlejšie alebo pomalšie podľa toho, ako sa menila entropia.
Práve tu je experiment najzaujímavejší. Ak sa fyzikom podarí opisovať dynamiku systému bez vonkajšieho času, môžu tým získať nový spôsob, ako skúmať otázky raného vesmíru, kvantovej gravitácie alebo dokonca modelovať javy podobné čiernym dieram.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vesmírny megaprojekt podporili kľúčoví spojenci Slovenska, odolá vesmírnym hrozbám

Slováci môžu z domu hľadať čierne diery. Nemusíš byť vedec a stačí ti pár minút času

Zhasla ďalšia nádej na nájdenie mimozemského života. Potenciálne planéty uviazli v ére slizu

Mieri priamo na nás. V našej galaxii objavili desivý lúč z čiernej diery

Zrodil sa z ohňa a ľadu. Vzorky zo známeho asteroidu odhalili tajomstvo vzniku Zeme
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Slovenský manažér bude v zahraničí viesť reťazec s tržbami 3,5 miliardy: Pod sebou bude mať vyše 14-tisíc ľudí

Bratislavu strašia nebezpečné ploštice: Mestská časť hlási zamorené bytovky, starosta varuje pred nezodpovednými susedmi

Obľúbený nealko nápoj Slovákov ticho ničí pečeň: Hepatológovia varujú, riziko stúpa o 53 percent

Známej slovenskej firme hrozí krach. Sociálnej poisťovni dlhuje 1,3 milióna eur

Kvíz: Otestuj sa a zisti, či poznáš salaše na Slovensku. Na 8. otázke 90 % Slovákov zlyhá
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- V kinách pohorel, online je obrovský hitom. Akčný veľkofilm ovládol celosvetovú sledovanosť
- Ukrajinské F-16 narazili na väčší problém než Rusi. Až polovica z nich je mimo služby
- Má 1 113 koní a dojazd 1 770 km. Obor od známej značky mieri do predaja za nízku cenu
- Majú zásoby 100 miliárd m³. Slovensko môže získať nový veľký zdroj plynu, spustia ho už čoskoro
- Slováci si pred STK musia skontrolovať ďalšiu vec. Inak môžu domov odísť bez auta
-
- V kinách pohorel, online je obrovský hitom. Akčný veľkofilm ovládol celosvetovú sledovanosť
- Ukrajinské F-16 narazili na väčší problém než Rusi. Až polovica z nich je mimo služby
- Má 1 113 koní a dojazd 1 770 km. Obor od známej značky mieri do predaja za nízku cenu
- Majú zásoby 100 miliárd m³. Slovensko môže získať nový veľký zdroj plynu, spustia ho už čoskoro
- Slováci si pred STK musia skontrolovať ďalšiu vec. Inak môžu domov odísť bez auta
-
- Majú zásoby 100 miliárd m³. Slovensko môže získať nový veľký zdroj plynu, spustia ho už čoskoro
- Má 1 113 koní a dojazd 1 770 km. Obor od známej značky mieri do predaja za nízku cenu
- V kinách pohorel, online je obrovský hitom. Akčný veľkofilm ovládol celosvetovú sledovanosť
- Volkswagen prekvapil cenou. Nový elektrický sedan stojí len 11 000 eur a má dojazd 555 km
- Všetci ich chcú vidieť. Streamovacia služba zažíva historický nával divákov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Slovenský manažér bude v zahraničí viesť reťazec s tržbami 3,5 miliardy: Pod sebou bude mať vyše 14-tisíc ľudí

Bratislavu strašia nebezpečné ploštice: Mestská časť hlási zamorené bytovky, starosta varuje pred nezodpovednými susedmi

Obľúbený nealko nápoj Slovákov ticho ničí pečeň: Hepatológovia varujú, riziko stúpa o 53 percent

Známej slovenskej firme hrozí krach. Sociálnej poisťovni dlhuje 1,3 milióna eur

