Skip to Content

Алан Гут

Физика времени

«Время» является единственным наиболее часто используемым существительным в языке. Время – всё вокруг нас, оно наводит порядок на последовательности событий в мире природы. В нашем представлении время безнадежно разорвано на части, ни одна из которых не обладает реальностью.

Есть у времени такие свойства, которые ставят в тупик и классическую механику, и теорию относительности, и квантовую теорию. Эти теории многое сказали о времени, но они не способны ответить на первый и, казалось бы, самый простой из всех вопросов: почему время идет?

Как говорил Аристотель, «А что такое время и какова его природа, одинаково неясно как из того, что нам стало известно от других, так и из того, что нам было известно раньше… Время или совсем не существует, или едва, будучи чем-то неясным…»

Так в чем же причина парадоксальности наших представлений о времени, ведь для нас текущий момент как будто переходной мостик между зафиксированным прошлым и расплывчатым будущим.

Квантовая паутина

В начале февраля этого года нобелевский лауреат Алан Гут и ряд других известных физиков заявили о первой проверке постулатов квантовой механики на галактическом уровне, используя источники света, удаленные друг от друга на 600 световых лет (новость опубликована в журнале Physical Review Letters). Физики впервые проверили квантовую физику на межзвездных расстояниях.

«При проверке квантовых теорий скептики всегда выдвигают один очень сложный и интересный вопрос – насколько мы свободны в выборе частиц, которые мы используем для проведения наших замеров. Возможно, что их выбор очень ограничен, что создает иллюзию «запутанности» состояний частиц, которой на самом деле нет. В данном случае мы «свалили» право такого выбора на саму Вселенную. И, извини, Эйнштейн, но ты не прав», — заявил Эндрю Фридман (Andrew Friedman) из Массачусетского технологического института (США).

В 1935 году Альберт Эйнштейн поставил под сомнение принцип квантовой теории о том, что наблюдение одной частицы мгновенно влияет на состояние связанной с ней частицы, где бы она ни находилась. Это означает, что информация от частицы к частице передаётся быстрее скорости света, что Эйнштейн считал невозможным и несовместимым с теорией относительности.

Главным аргументом Эйнштейна и его сторонников было то, что знаменитый физик называл «призрачным действием на расстоянии» – невозможный с точки зрения теории относительности феномен того, что связанные друг с другом на квантовом уровне частицы, удаленные друг от друга на большие расстояния, будут менять свои свойства одновременно.

Стрела времени. Энтропия. Мультивселенная.

Физики-теоретики из Массачусетса и Калифорнии Алан Гут и Шон Кэрролл предложили модель Вселенной с обратным ходом времени. Речь идет об альтернативной Вселенной, события в которой развиваются в обратном направлении. В предложенной модели прошлое и будущее поменялись местами. Идея не нова, физики этого и не отрицают. Их исследование базируется на известной теории об «оси (стреле) времени». Согласно ей, человек воспринимает будущее иначе, чем прошлое. Однако в космологических масштабах будущее и прошлое могут выглядеть одинаково.

Об этом Алан Гут и Шон Кэролл рассказали недавно в интервью научному изданию New Scientist. По их словам, законам физики все равно, в каком направлении течет время. Согласно предложенной концепции, направление течения времени совпадает с ростом энтропии (в термодинамике - это мера необратимого рассеивания энергии). В качестве примера ученые приводят чашку кофе с молоком - после смешивания напитков вернуть систему в исходное положение невозможно.

Мультивселенная реальна

«За вечность, должно быть, было испорчено огромное количество вселенных, до того, как оформилась эта система...»

Дэвид Юм


17 марта этого года астрофизики Гарвард-Смитсоновского центра объявили о существовании гравитационных волн, порожденных Большим взрывом. Изучив данные, собранные в антарктической обсерватории BICEP, измеряющей поляризацию реликтового излучения, возникшего в момент рождения Вселенной, ученые впервые смогли обнаружить прямое свидетельство существования гравитационных волн, возникших 13,8 млрд. лет назад.

Картина поляризации, как и карта температур реликтового излучения, полученная несколько лет назад космическим аппаратом «Планк», позволяет делать предположения о прошлом Вселенной и доказывает теорию инфляции, которая предполагает, что начало Вселенной положил Большой взрыв. Но что было до инфляционной стадии? Согласно одной из гипотез, раньше наша Вселенная была частью более сложной Сверхвселенной. Иная гипотеза предполагает, что существовала другая Вселенная с низкой плотностью, которая не расширялась, а, наоборот, сжималась, и, в конце концов, «схлопнулась», что и привело к Большому взрыву. Сразу после взрыва началась инфляционная стадия - непрерывное скачкообразное расширение Вселенной, причем, расширение с ускорением.

 

Согласно закону Хаббла (закон разбегания галактик), чем дальше находится объект, тем быстрее удаляется от нас. По мнению ряда ученых, за ускоряющееся расширение границ Вселенной ответственна темная энергия, но ее очень сложно обнаружить при помощи современных астрофизических приборов.

Недавно об участии в поисках темной материи заявил Китай. Эксперимент PandaX стоимостью 8 млрд. дол. будет проводиться под Землей (2400 метров от поверхности). Как только система начнет работу PandaX присоединится к подземным центрам, которые занимаются поисками темной материи: проекту XENON в Италии и LUX в Южной Дакоте, США.

 

CERN рассматривает возможность строительства нового коллайдера, длина туннеля которого будет составлять от 80 до 100 км и который сможет разгонять частицы до энергии в 100 ТэВ. Огромная мощь нового ускорителя предоставит исследователям возможность проникнуть глубже в тайны материи, антиматерии и вплотную приблизиться к синтезу частиц неуловимой темной материи - одной из самых больших научных загадок современности.

 

RSS-материал