В надежде обнаружить источник реки времени физики из Университета Суррея Томас Гуфф, Чинталпати Умашанкар Шастри и Андреа Рокко вели поиски в эквиваленте горячей квантовой ванны.
Разумеется, они не нашли того, что искали, и подтвердили, что время течёт назад так же легко, как и вперёд, в гудящем квантовом вакууме. Тем не менее, выученные нами уроки могут однажды раскрыть, почему физика настаивает на существовании истории.
Физика, по большому счёту, симметрична, когда речь идёт о времени. Возможно, мы никогда не увидим, как срастается разбитое яйцо или дуб превращается в жёлудь, но если свести большинство процессов к их фундаментальному уровню, то мало что будет диктовать, какая часть уравнения должна указывать в прошлое, а какая — в будущее.
Космологи изучали, как Вселенная расширяется от состояния с низкой энтропией к состоянию с высокой. Квантовые физики задавались вопросом, не может ли здесь быть замешана постоянно расширяющаяся сеть запутывания частиц с окружающей средой. До сих пор ничто не давало чёткого объяснения, почему измерение времени обладает такой связностью.
Гуфф, Шастри и Рокко задались вопросом, могут ли квантовые уравнения движения объяснить, почему возврат к прошлому состоянию невозможен.
Они использовали математическое приближение, известное как цепь Маркова, для описания упрощённой модели нагретых частиц, толкающихся в открытом контейнере. Применяя динамику Маркова, в которой система не имеет памяти за пределами настоящего времени, физики получили, что каждое новое квантовое состояние в системе будет зависеть только от одного предыдущего состояния, что может означать как путешествие в завтра, так и откат во вчера.
Независимо от того, как команда изучала уравнения «горячей ванны», они не нашли никаких признаков того, что обратная симметрия времени противоречит тому, как шла квантовая активность, что означает, что «память» марковской системы не имеет предпочтений относительно прошлого или будущего.
«Наши результаты говорят о том, что, хотя наш обычный опыт подсказывает нам, что время движется только в одну сторону, мы просто не знаем, что противоположное направление было бы столь же возможным», — говорит Рокко.
Если на квантовом уровне время может двигаться туда-сюда, то в масштабах физики, которую мы ощущаем, это точно не так. Настоящая горячая ванна под звёздами гарантированно быстро остынет, поскольку энергия утекает в постоянно расширяющийся космос.
Трио утверждает, что их результаты ни в коей мере не противоречат этому закону термодинамики. В конце концов, некоторые законы физики действительно необратимы. Тем не менее, если перевернуть стрелу времени в квантовом масштабе, то всё равно будет наблюдаться устойчивое охлаждение, что говорит о том, что в термодинамике нет какого-то одного особенного направления.
