Фізики пояснили напрям руху часу

23/08/2009

Нова теорія стверджує, що якщо молоко і кава несподівано розділяться, то подібна подія не залишить інформаційного слідуІталійському фізику Лоренцо Макконе (Lorenzo Maccone) вдалося пояснити спрямованість руху часу з погляду квантової механіки. Стаття ученого з'явилася в журналі Physical Review Letters, а її короткий виклад наводить видання Physical Review Focus.

Відомо, що багато фізичних законів володіють інваріантністю щодо заміни часу t на -t (так звана T-симетрія). Проте, як видно із спостережень, у часу є виділений напрям, тобто події слідують одне за іншим і існує поняття причини і наслідку. Наприклад, в термодинаміці система прагне зайняти стан з максимальною ентропією (міра необоротного розсіювання енергії). Тому стани змінюються у бік зростання ентропії.

У рамках нової роботи Макконе застосовує квантовий підхід, аналогічний термодинамічному, для пояснення напряму часу у Всесвіті в цілому. Для цього він використовує поняття так званої інформаційної ентропії, яка є мірою хаотичності інформації.

Щоб пояснити суть своєї теорії, Макконе пропонує наступну схему. Уявимо, що є одержувач інформації Аліса. Вона одержує атом від свого друга Боба і вимірює в лабораторії, скажімо, спін одержаного атома. При цьому стан суперпозиції двох значень спіну руйнується, і Аліса одержує деяку інформацію. Боб, проте, нічого не знає про результат вимірювання - із його точки зору стан лабораторії Аліси і атома виявляються зв'язані. При цьому з погляду Боба ентропія системи не змінюється, а ось з погляду Аліси - вона росте.

Тепер Боб може узяти і розплутати стан атома і Аліси. Проте для цього йому необхідно знищити всю інформацію про проведені Алісою вимірювання, щоб "повернути" атому не зрозумілий стан суперпозиції. В результаті для Боба ентропія знову не зміниться, але для Аліси вона зменшиться. Проте, у Аліси не буде ніяких спогадів про подію, що відбулася, - адже такою була основна умова розплутування станів атома і лабораторії.

За словами Макконе, схожа ситуація складається, коли як основна система (Аліси) виступає весь Всесвіт. Події, що зменшують ентропію цілком можуть відбуватися, проте вони не залишають про себе інформації і, отже, не відрізняються від подій, які ніколи не відбувалися. Таким чином, робить висновок Макконе, напрям руху часу є напрямом збільшення інформаційної ентропії.

Нова робота була достатньо позитивно сприйнята ученими. Багато хто не згоден зі всіма висновками Макконе, проте називають підхід автора до проблеми "новаторським".

Повернутися до списку публікацій



Останні новини

Статті

Попередні публікації