Исследовать структуру времени физикам помогает квантовая механика и… философия

9 429 просмотров
Об авторе

Время

Хотя в теории время можно делить на бесконечно малые интервалы, мельчайшим физически осмысленным интервалом времени считается планковское время, которое приблизительно равно 10-43 секунды. Этот конечный предел означает, что два события не могут быть разделены временем, которое будет меньше этого промежутка. Но теперь, в новой работе физики пришли к выводу, что кратчайший физически осмысленный интервал времени может быть на самом деле на несколько порядков больше времени Планка. Кроме того, физики продемонстрировали, что существование такого минимального времени изменяет базовые уравнения квантовой механики, и поскольку квантовая механика описывает все физические системы на мельчайших масштабах, это также изменяет и описание всех квантово-механических систем.

Ученые Мир Файзаль из Университета Ватерлоо и Университета Летбридж в Канаде, Мохаммед Халиль из Александрийского университета в Египте и Саурия Дас из Университета Летбридж опубликовали статью под названием «Кристаллы времени из минимальной временной неопределенности» в европейском журнале Physical Journal C.

«Может так быть, что во Вселенной минимальный масштаб времени на самом деле гораздо больше времени Планка, и это можно проверить экспериментально», — рассказал Файзаль Phys.org.

Время Планка настолько короткое, что ни один эксперимент никогда не был достаточно близок, чтобы проверить его напрямую — самые точные испытания могут получить доступ к временному интервалу порядка 10-17 секунды.

Тем не менее существует мощная теоретическая поддержка существования времени Планка в различных подходах к квантовой гравитации, вроде теории струн, петлевой квантовой гравитации и пертурбативной квантовой гравитации. Почти все эти подходы предполагают, что невозможно измерить длину меньше длины Планка, а в широком смысле и время короче времени Планка тоже, поскольку время Планка определяется как время, необходимое свету, чтобы преодолеть одну единицу длины Планка в вакууме.

Подпоясавшись последними теоретическими исследованиями, ученые заглянули в вопрос структуры времени — в частности, коснулись старого вопроса: дискретно время или же непрерывно?

«В своей работе мы предположили, что время дискретно в природе, и также предложили способы экспериментальной проверки этого предположения», говорит Файзаль.

Одна из возможных проверок включает измерения скорости спонтанной эмиссии атома водорода. Усовершенствованное квантово-механическое уравнение предсказывает несколько иной темп спонтанной эмиссии, чем предсказывало обычное уравнение, в пределах диапазона неопределенности. Предложенные эффекты могут также наблюдаться в скорости распада частиц и нестабильных ядер.

Основываясь на своем теоретическом анализе спонтанной эмиссии водорода, ученые оценивают, что минимальный интервал времени должен быть на несколько порядков крупнее времени Планка, но не больше определенного значения, установленного предыдущими экспериментами. Дальнейшие эксперименты могут понизить эту границу минимального времени или определить его точное значение.

Ученые также предполагают, что предложенные изменения в базовых уравнениях квантовой механики могли бы изменить само определение времени. Они объясняют, что структуру времени можно рассматривать как кристаллическую, состоящую из дискретных, регулярно повторяющихся сегментов.

На более философском уровне аргумент дискретного времени означает, что наше восприятие времени как чего-то постоянно текущего — всего лишь иллюзия.

«Физическая Вселенная, на самом деле, как картинка в фильме, когда серия неподвижных изображений создает иллюзию движущихся изображений, — говорит Файзаль. — Таким образом, если серьезно принять такую точку зрения, наше сознательное восприятие физической реальности, основанное на непрерывном движении, станет иллюзией, производимой дискретной математической структурой, лежащей в основе времени».

«Это предложение делает физическую реальность платонической по своей природе, — говорит он, указывая на аргумент Платона о том, что истинная реальность существует независимо от наших органов чувств. — Тем не менее, в отличие от других теорий платонического идеализма, наше предложение можно проверить экспериментально и отнести не только на счет философии».

Исследовать структуру времени физикам помогает квантовая механика и… философия

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

74 комментария

  1. Аноним

    Сложнааа (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  2. graviton

    Очень занимательно. Слушая ща музыку состоящую из битрейтов представляю как время состоящее из таких же частичеу течёт параллельно вместе с нашим сознанием (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  3. tabasko

    А как же пространственное определение времени? Если время плотонически выраженной то оно должно расти параллельно пространству и скорость их точно разная тоесть пространство расширяется быстрей времени (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  4. 0.5l

    никогда ничего не соображал во времени и тут ничего не понял.
    чего говорить, когда учёные умы до сих пор не могут сообразить какой линейкой его мерять

  5. numealand

    Минимальный интервал времени - это такт процессора, на котором Матрица запущена))

    • allexxic

      Опередил:) Минимальное время итерации в программе расчета нашей реальности так сказать. И уже не время (оно относительно), а минимальный отрезок на который может переместится минимальная частица, иначе не было бы скоростей выше скорости света (не было квантовой запутанности частиц, скорость взаимодействия которых выше скорости света)

      • allexxic

        Брр, сам запутался, короче нет минимального времени есть, только относительное время из за разности скоростей частиц (например одни частицы прыгают на минимальное расстояние, другие одновременно на расстояния в 100 раз больше (для нашей реальности это расстояние гдет и получается в 10 в 17 степени от минимального), но есть минимальный отрезок, на который может прыгнуть частица.

        • Joe

          Вы еще прикрутите сюда туннельный эффект и вашей теории вообще цены не будет. )))

          • allexxic

            Да запросто). Тут как в программировании физ. движков. Частица перед прыжком имеет только вектор скорости. После прыжка она обвешивается взаимодействием от других близлежащих частиц, идет новый расчет. А соседние частицы непредсказуемо появятся относительно нее, вот и возникает вероятность туннелировать туда куда не надо.

            • Joe

              Ну я же об этом и говорю!
              Надеюсь, вы поняли, что это был сарказм, иначе мы не наблюдали бы ни дифракции ни интерференции.

          • allexxic

            И что самое интересное в программировании это наблюдается когда вершина одного объекта влетает внутрь другого и они слипаются , или объект разрывается на части

      • SpectreForce

        Вот только квантовая запутанность - это не перемещение в пространстве. Просто пара запутанных фотонов - это не два разных объекта, а один, одно целое.

        • Joe

          Я уже раньше писал про запутанные частицы. Повторюсь вкратце. Запутанная частица - это на самом деле суперпозиция двух не запутанных частиц. То есть, если одна исчезает (коллапсирует), остается вторая и наоборот.

        • allexxic

          Перемещения как такового нет, с каждым тактом частица "шатается" с одних координат в другие. Сбой матрицы)

  6. Ludvig.Eder

    Если откинуть всю эту философскую чушь то единственный важный вопрос это создания устройства для изменения времени. А единственным показателем такого измерения это точность. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. Joe

    Чего только не придумывают, лишь бы только исследованиями не заниматься.
    Тактовая частота вселенной? Серьезно? А как же относительность пространства-времени? А как же замедление-ускорение времени?
    Чем дальше, тем сильнее запутывают физику, вместо того, что бы упрощать её.
    В мире же нигде не наблюдается дискретность ни пространства, ни времени, ни энергии!
    А то что атомы излучают и поглощают энергию порциями - так это всего лишь следствие замкнутых орбиталей (стоячих волн), каждая из которых может хранить определенное значение энергии.

  8. dr7

    Время для нас это скорость света! Закон скорости течения и скорости лодки. Мы все двигаемся медленнее чем свет и нас уносит время, двигаемся быстрее чем свет значит двигаемся быстрее времени. Но все это относительно небольших объектов! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Joe

      Скорость - это расстояние пройденное за время, так что время не может быть скоростью!

      • dr7

        Вы правы! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

      • SpectreForce

        ...Всё что ты увидел это слова "скорость" и "время". (вздох)

        • Joe

          Остальное вообще какая-то бессмыслица.
          Ну а как адекватно можно понять фразу "двигаемся быстрее чем свет значит двигаемся быстрее времени"?

          • SpectreForce

            Всё просто. Представь, что время - это река, и нас уносит течением. Чем быстрее мы движемся (против течения), тем медленее нас уносит (время замедляется). Скорость течения равна скорости света. Таким образом, если мы будем двигаться быстрее скорости света (быстрее течения реки), то мы "поплывём" в прошлое.
            Аллегория настолько точна, что даже заставляет задуматься.

            • Joe

              только проблема в том, что мы всегда движемся перпендикулярно оси времени!

              • SpectreForce

                Где движемся? Во времени или пространстве? И почему перпендикулярно? Потому что тебе так захотелось?

                • Joe

                  Любая ось пространства (x, y или z) всегда "перпендикулярна" оси времени t.
                  Скорость движения всех предметов во времени равна 1 сек за 1 сек. И если рассматривать аналогию направления времени, как направление пространства, то тела двигаются по инерции, а значит, масса тела не имеет значения.

                  • SpectreForce

                    Почему временная и пространственная координаты это одно и тоже?
                    Масса имеет значение, если на неё действует иная сила, например, гравитация. Но я думаю, дело всё же в искривлении.

                    • Joe

                      Я не считаю, что это одно и тоже. Это ваши слова "Представь, что время - это река, и нас уносит течением" То есть уносит куда-то, я так понял - вдоль оси t. Поэтому и написал "если рассматривать АНАЛОГИЮ направления"

                      • SpectreForce

                        @facepalm
                        Я закончил с тобой разговаривать. Река времени - это всего лишь аллегория, которая точно отражает суть физических законов в нашем мире: чем быстрее движешься или чем массивней объект, тем медленней идёт время; если двигаться быстрее скорости света, будешь двигаться назад во времени (по крайней мере, согласно ОТО). А движемся ли мы перпендикулярно, параллельно или вообще вкривь мне как-то до лампочки.

            • SpectreForce

              И с массивными объектами тоже, чем массивней объект, тем сложнее течению реки времени его унести за собой, поэтому время на Земле идёт медленнее, чем в космосе =)
              А может причина в искривлении пространства, во "впадине" река течёт медленней?

    • SpectreForce

      Кстати, очень хорошо сказано! Это вы сами придумали или где-то вычитали?

  9. russsy

    жизнь бесконечна! мы все поток энергии! чтобы это понять нам и нужно такое понятие как время!

  10. Joe

    да ты маг :-)

  11. russsy

    нет) я просто живу сознанием и фиксирую картинку разумом! ведь мы все одно целое...
    учись пользоваться мозгом)скинь балласт(прошлое) подними якорь(удали эгоизм) и ты уже в новой жизни где даже время имеет совершенно другой смысл!

  12. MadRax

    Хиро Накамуро объяснил, что такое время
    (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  13. Aldo

    если данное исследование подтвердится и время действительно куда больше длины Планка, то боюсь на ждут новые радикальные выводы о природе квантовой физики, света, энергии и т.д.

    • Joe

      Боюсь, это ничего не поменяет. Как был миллион вопросов без ответов, так и останется. Скорее даже количество вопросов увеличится, типа "почему?"
      Правильная квантовая теория сразу даст ответ на вопрос времени. Если квантовая теория неверна, то данное исследование вряд ли ей поможет.

      • Aldo

        вопросов станет больше, но поменяет это очень многое

        • Joe

          что, например?

          • Aldo

            говоря простым языком, есть процессы, происходящие вне времени, возможно они формируют собой пространство-время. теоретически научиться изменять эти процессы есть прямой путь к изменению пространственно-временного континуума. учитывая что пока что управлять квантовыми эффектами не получается, то это лишь гипотеза, но уже пытаются создать квантовый процессор.

    • russsy

      мне сейчас надо просто объяснить нужным людям теорию они сами перенесут знания на бумагу) они как флешки ! все уже есть) дайте время я только вчера все понял) это то что нас вытащит! энергия бесконечна! в ее бесконечности ответ.

  14. russsy

    только вперед ! первое правило!

  15. Gazibalonchik

    Минимальная длина - Планковская длина? Т.е. пространство тоже дискретно и состоит из вокселей?

    • Joe

      Планковская длина - минимальная длина, которую умеют измерять по причине того, что все в мире, в том числе и измерительные приборы, - волны.
      А у волны нет точной координаты. Волна может измерять расстояния с точностью до половины длины волны (вроде так). Точность всегда можно повысить уменьшив длину волны, т.е. увеличив частоту, но у человеческих технологий всегда есть предел максимально достигнутой частоты.

      • SpectreForce

        Из википедии:
        "Если бы фотон имел энергию, достаточную для измерения объектов размером с планковскую длину, то при взаимодействии с измеряемым объектом он сколлапсировал бы в микроскопическую чёрную дыру и провести измерение было бы невозможно. Таким образом, планковская длина накладывает фундаментальные ограничения на точность измерения длины."

        • Joe

          Кто-то когда-то фиксировал микроскопические чёрные дыры или это только гипотеза?

  16. botancik

    на простой язык они взяли атом водорода и прикинули такт оборота...... но в каждом веществе он разный - и разгоняет его солнце. (нитрино)
    я хочу сказать за пределами нашей солнечной системы в космосе будет замедленый отщет времени. то.е. время будет идти так или иначе. но космическое время это точно не 24часа. каждая планета делает оборот вокруг солнца и у каждой есть свое оригинальное время - даже у солнца есть оборот.
    время это у нас, цикличность - у планет.
    крутись солне медленней и мы наблюдали бы взрывы сверх новых и образование планет в часы! при наблюдении.....
    то.е. пока вы почистили зубы на земле в 2-3 минуты то на каком нептуне пробежал день..... (это примитивный пример - прощитать можете сами у нас оборот 24 на нептуне 16 дней!) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Joe

      "крутись солне медленней" - вокруг Земли или вокруг своей оси? )))
      Из ваших слов полагаю, что на Земле Солнце делает один оборот за 24 часа, а на Нептуне за 16 дней.

      • botancik

        хочу сказать первичный источник скорости времени! дает нам солнце (на своей оси) - затем мы пологаемся на наш оборот земли и вот наши 24.
        время зависит от всего тяжелого в движении так как создает грававитацию+волны.
        по теории если увеличить число тактов то - бысрей состариться но не обойти время.
        (фантастичекое но) представьте обьект с энергией которая будет превосходить все вокруг и делать вас не зависемым обьектом в солнечной системе - но загвоздка только в солнечной и время будет идти по мощьности ближайшего к вашей мощьности обьекта (крупнее и сильнее солнца) (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

        • Joe

          Ботанчик, а где ты изучал русский язык?

          • Аноним

            тут и не такого , можно прочесть)
            проще я стараюсь не забыть.... вот думаю самое плачевное.... (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

            • Joe

              Ну для этого нужно больше читать книжки! и стараться запоминать как их пишут. Вот, к примеру, как можно было влепить запятую между "такого" и "можно"? Ума не приложу. Та и в целом не совсем понимаю смысл месседжа

        • Aldo

          ботанчик, мысль интересная если честно, но по ходу дело не в гравитации (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  17. Ce3apyc

    У Планка планка слишком высока;)

  18. storm X

    накатим по 100 - и будет философия

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.