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

Vedci možno zistili, ako sa na Zem dostala voda. 370 svetelných rokov od nás našli silnú stopu

Je 10-krát účinnejšia než bežné lieky. Vedci odhalili tajnú zbraň jedovatých hadov, toto nečakali

Čína začala stavať dlhú trať kvôli Európe. Drahý projekt má úplne obísť Rusko

Prvý mimozemský život môže byť za rohom. Jej objav však spustí veľký konflikt, tvrdia experti

Vedci našli kvantový stav, ktorý klasické modely nevedeli predpovedať. Výsledok je ohromujúci
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Známe mäsiarstvo pod Tatrami má tržby 9,4 milióna eur. Štátu a poisťovniam dlhuje vyše 190-tisíc eur
PREMIUM26-ročný Slovák v Sydney: Slušne si tu zarobíš aj s obyčajnou prácou, na štart je dobré mať 10-tisíc eur

Neurológ dvíha varovný prst: Po 17. hodine by si si mal odpustiť 5 zlozvykov, môžeš si privodiť mozgovú príhodu

Osudné chyby na pohovore. Ak sa ich dopustíš, nepomôže ti ani dokonalý životopis

Volkswagen chce po Seate škrtnúť ďalšiu značku. V hre je až 100-tisíc pracovných miest
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Tri roky čakania sa skončili. Na Netflix práve dorazil seriálový klenot
- Číňania chystajú SUV ako Defender za zlomok ceny. Novinka má stáť okolo 17 900 €
- Fotovoltiku ti pribrzdia a oberú o časť výroby. Začalo platiť nové obmedzenie pripojenia
- Zaklínač práve dostal brutálnu konkurenciu. Nové fantasy prináša vec, aká tu ešte nebola
- Má vyše 1 000 koní a stojí len 45 000 €. BYD zlacňuje svoje monštrum s dojazdom 860 km
-
- Tri roky čakania sa skončili. Na Netflix práve dorazil seriálový klenot
- Číňania chystajú SUV ako Defender za zlomok ceny. Novinka má stáť okolo 17 900 €
- Fotovoltiku ti pribrzdia a oberú o časť výroby. Začalo platiť nové obmedzenie pripojenia
- Zaklínač práve dostal brutálnu konkurenciu. Nové fantasy prináša vec, aká tu ešte nebola
- Má vyše 1 000 koní a stojí len 45 000 €. BYD zlacňuje svoje monštrum s dojazdom 860 km
-
- Nová česká komédia valcuje internet. Už mesiac ju ľudia nevedia prestať sledovať
- Slovenskí vodiči si musia dať pozor na nové radary. Rozdávajú pokuty aj bez zastavenia
- Tri roky čakania sa skončili. Na Netflix práve dorazil seriálový klenot
- 2,6 kilometra pod zemou vzniká baňa novej generácie. Diesel v nej nahradilo 66 elektrických strojov
- Slovensko našlo spojenca pre nový jadrový reaktor. S rovnakou technológiou je roky pred nami
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

Známe mäsiarstvo pod Tatrami má tržby 9,4 milióna eur. Štátu a poisťovniam dlhuje vyše 190-tisíc eur
PREMIUM26-ročný Slovák v Sydney: Slušne si tu zarobíš aj s obyčajnou prácou, na štart je dobré mať 10-tisíc eur

Neurológ dvíha varovný prst: Po 17. hodine by si si mal odpustiť 5 zlozvykov, môžeš si privodiť mozgovú príhodu

Osudné chyby na pohovore. Ak sa ich dopustíš, nepomôže ti ani dokonalý životopis

