Китайські науковці пояснили, чому час рухається лише вперед

Науковці з Хайнаньського університету в Китаї запропонували нову теоретичну модель, яка пояснює, чому час рухається лише вперед. Їхнє дослідження, опубліковане у журналі Annals of Physics, не стосується можливості подорожей у минуле, а дає нове бачення того, чому сам час має напрямок — «стрілу часу» — попри те, що більшість фундаментальних законів фізики не віддають переваги ані минулому, ані майбутньому.

Традиційно напрям часу пов’язують із поняттям ентропії — мірою безладу, яка завжди зростає в ізольованій системі. Ще у XIX столітті фізик Людвіг Больцман пояснив, що це зростання пояснює, чому лід тане, гази розширюються, а складні структури розпадаються, але не виникають самі по собі. Водночас самі закони, що керують рухом частинок, залишаються симетричними в часі — тобто дозволяють обернені процеси. Саме цю суперечність і спробували розв’язати китайські дослідники.

Команда під керівництвом фізика Цай Цінью зосередилася на квантовому рівні, де частинки постійно взаємодіють і обмінюються інформацією. Вони довели, що напрямок часу може природно виникати із самої внутрішньої еволюції квантових систем, без зовнішнього втручання чи спеціальних початкових умов. Коли частинки утворюють кореляції, інформація про їхній попередній стан розсіюється в системі й стає недоступною. Це створює природне відчуття «до» і «після» — тобто стрілу часу.

Науковці підкреслюють, що їхня теорія не заперечує класичні підходи, зокрема термодинаміку чи загальну теорію відносності Ейнштейна. Вона радше доповнює їх, показуючи, як незворотність і напрям часу виникають із квантових процесів, коли система розвивається та втрачає інформаційну впорядкованість. Таким чином, ентропія залишається чинником на макрорівні, тоді як новий підхід пояснює механізм її появи з фундаментальніших процесів.

Старший теоретичний фізик Академії наук Китаю Сун Чанпу зазначив, що робота «торкається одного з найглибших питань науки» — зв’язку між квантовою та класичною фізикою. За його словами, команда Цай Цінью використала вимірювання кореляцій, щоб простежити, як інформація розподіляється між частинами замкненої системи в часі, відкриваючи нове бачення природи часу та його необоротності.