如果时间不重要怎么办?物理学家刚刚在实验室测试了这个想法

由超冷原子构成的量子“迷你宇宙”揭示了时间可以从系统内部的熵变化中产生,为物理学最深奥的谜团之一提供了实验见解。伯明翰大学的一位科学家创造了一个“迷你宇宙”,可以帮助回答科学最基本的问题之一:时间是什么?在 [...]

来源:SciTech日报

由超冷原子构成的量子“迷你宇宙”揭示了时间可以从系统内部的熵变化中产生,为物理学最深奥的谜团之一提供了实验见解。

伯明翰大学的一位科学家创造了一个“迷你宇宙”,可以帮助回答科学最基本的问题之一:时间是什么?

在《物理评论研究》上发表的一项研究中,Giovanni Barontini 教授证明,无需依赖时钟即可追踪时间的流逝。该研究引入了一种模型,在该模型中,时间形式从所研究的系统的行为中自然出现。

一些物理理论,包括惠勒-德威特方程,表明时间不是宇宙的基本属性。相反,宇宙可能以不改变的单一量子态存在,粒子同时表现出波状和粒子状的行为。在这种观点中,不存在外部时钟,时间的体验源于系统不同部分之间的关​​系。

无时钟的宇宙和时间的本质

为了探索这个想法,Barontini 使用由 24,000 个超冷原子组成的云创建了一个密封的量子系统,这些原子被冷却到仅比绝对零高几亿分之一度。原子被两束不同频率的激光束形成的薄屏障捕获和分隔,形成可观察到的“亮”区域和不可观察到的“暗”区域。

明亮区域反复膨胀和收缩,类似于大爆炸之后的大挤压,这是宇宙膨胀最终逆转的假设场景。由于事件序列可以从系统内部重建,因此实验不需要任何外部时钟的参考。

结果表明,时间可以从量子系统内部发生的变化中产生,而不是作为独立的外部特征存在。

从超冷原子构建迷你宇宙

熵时间和时间之箭