Фізики висунули гіпотезу, що час існує завдяки накопиченню інформації

Фізики знову повернулися до однієї з найскладніших загадок — природи часу. Попри очевидність цього явища, вже понад століття фундаментальні теорії не дають узгодженого пояснення, що саме означає час і чому він має напрямок від минулого до майбутнього. У загальній теорії відносності він «еластичний» і залежить від гравітації та руху, тоді як у квантовій механіці виступає лише зовнішнім параметром. При спробі об’єднати ці підходи в єдину рамку часто виходить, що в рівняннях «часу немає» — це і є відома «проблема часу».

Традиційно стрілу часу пов’язують із другим законом термодинаміки: ентропія зростає, склянка розбивається, але уламки не складаються назад. Водночас квантові рівняння не розрізняють минуле й майбутнє, а напрямок часу виникає лише на рівні статистики багатьох частинок. Це породжує питання: чому Всесвіт почався з низької ентропії, якщо високі стани статистично значно ймовірніші.

Новий підхід спирається на інформаційну теорію, розглядаючи інформацію як фізичну величину. Дослідники нагадують, що проблеми на стику квантової механіки, термодинаміки та гравітації — наприклад, парадокс зникнення інформації в чорних дірах — змушують шукати нові пояснення. Є навіть ідеї, що рівняння Ейнштейна можна виводити з термодинамічних принципів, а гравітація може бути «емерджентною», тобто похідною від більш базових процесів.

У запропонованій моделі простір-час складається з дискретних елементів, які мають кінцеву здатність «записувати» квантову інформацію від взаємодій частинок і полів. Кожна взаємодія залишає слід, що накопичується й робить відмотування подій назад практично неможливим. Таким чином, часовий порядок виникає як наслідок незворотного накопичення інформації: ранні стани містять менше записів, пізні — більше, і саме це створює стрілу часу без потреби у «особливих» початкових умовах.

Автори також вказують на можливі спостережні наслідки. Інформаційний «відбиток» може поводитися як додатковий гравітаційний компонент, впливаючи на обертання галактик без введення темної матерії. Перевірка гіпотези може відбуватися через дослідження чорних дір, де інформація не зникає, а «вкарбовується» у простір-час, та експерименти з квантовими комп’ютерами, де навіть за оборотних рівнянь виникає ефективна стріла часу. У підсумку робиться висновок: Всесвіт не просто існує в часі — він безперервно «записує» його через незворотне накопичення інформації.