Стрелката на времето се раздвоява: квантова теория променя основите на физиката

В нашето ежедневие времето изглежда като еднопосочна улица — стрелка, която неумолимо се движи напред. Но в най-дълбоките нива на реалността, където управлява квантовата механика, тази яснота изчезва. Ново изследване, публикувано в списанието Scientific Reports, предполага, че времето може да има две посоки — и че те могат да съществуват едновременно в така наречените отворени квантови системи.

Екипът от физици, ръководен от д-р Андреа Роко от Университета в Съри, се фокусира върху математическо моделиране на квантови системи, които не са изолирани, а взаимодействат със средата си. Именно тези взаимодействия пораждат феномена на ентропията — тенденцията на системите да се стремят към по-хаотично състояние, основополагащ принцип в термодинамиката.

Обикновено ентропията се разглежда като маркер за посоката на времето. Ако разлеете чаша мляко, тя не може сама да се върне в чашата — това движение е необратимо и показва „стрелката“ на времето напред. В изследването обаче, учените откриват, че уравненията, описващи тези процеси, позволяват две еднакво възможни траектории — едната към бъдещето, другата към миналото. Това не означава, че времето наистина тече назад, а че симетрията е възможна на субатомно ниво.

Най-интересното е, че и в двете посоки на времето ентропията продължава да се увеличава. Това явление, наречено „двойна ентропия“, подсказва, че независимо дали времето се движи напред или назад, енергията в системата ще се разсейва по същия начин. С други думи: може да наблюдаваме разлято мляко и „часовникът“ да се движи назад, но ентропията все пак ще се увеличава.

Теоретичният модел на д-р Роко не цели да доказва възможността за пътуване във времето. Той показва, че от даден момент нататък могат да се разглеждат две симетрични еволюции на системата — напред и назад — и че физиката не прави фундаментална разлика между тях.

Макар това откритие да е теоретично, то поставя под въпрос нашето класическо разбиране за стрелката на времето в термодинамиката, квантовата механика и дори космологията. Например, има хипотези, че при Големия взрив може да са възникнали две вселени, движещи се в противоположни посоки във времето. Изследването не потвърждава тази идея, но предоставя потенциална математическа рамка, с която тя би могла да се разглежда по нов начин.

Времето може би не е толкова еднопосочно, колкото изглежда – и разбирането на тази двойнственост би могло да е ключът към следващата голяма революция във физиката.

Размишленията за природата на времето далеч не започват с квантовата механика. Още древните гърци са поставили основите на философския анализ на времето. Платон го разглежда като подредено движение на небесните тела — проекция на вечното в света на промените. Аристотел, от своя страна, определя времето като "числото на движението според преди и след", подчертавайки неговата свързаност с промяната и последователността.

По-късно, през XVIII век, Имануел Кант въвежда революционно схващане: според него времето не е нещо обективно, съществуващо извън нас, а форма на човешката интуиция. То е начинът, по който умът структурира възприятията си. Така времето се превръща не просто във физическо измерение, а в условие за познание.

В този контекст, новите квантови теории за двупосочно време влизат в диалог не само с физиката, но и с хилядолетния философски размисъл за това що е време и какво е нашето място в него.