Всесвіт

У всесвіт можуть бути вбудовані фундаментальні годинник

У фізиці часто розглядають як четвертий вимір. Але не раз звучало припущення, що час може бути результатом якогось фізичного процесу, цокання вбудованих годин.Якщо у всесвіту дійсно є такі вбудовані годинник, вони повинні тікати швидше мільярд трильйонів трильйонів разів в секунду, затверджується в теоретичній роботі, опублікованій в Physical Review Letters.

Згідно з фізики частинок, маленькі фундаментальні частинки можуть набувати властивості в ході взаємодії з іншими частинками і полями. Наприклад, частинки набувають масу, взаємодіючи з полем Хіггса.Можливо, таким чином частинки можуть і «вважати час», взаємодіючи з якимсь іншим схожим полем, пропонує фізик Мартін Божовальд (Martin Bojowald) з Університету штату Пенсільванія.

Це поле може коливатися, і кожне коливання можна розглядати як один клацання звичних нам годин.Як фізика бачить час?Взагалі, час – це щось дуже дивне. Дві ключові фізичні теорії визначають його по-своєму.

У квантової механіки, яка описує поведінку маленьких атомів і частинок, «час просто є. Воно зафіксовано. Воно є фоном», пояснює Фламінія Джіакоміні (Flaminia Giacomini) з канадського Університету Периметер.

А в загальній теорії відносності, яка описує гравітацію, час часом змінюється дуже дивним способом. Поблизу масивних об’єктів годинник цокає повільніше, ніж удалині від них. Наприклад, годинник у вашому домі йдуть повільніше, ніж ті, що встановлені на супутниках.

Вчені активно працюють над тим, щоб об’єднати ці дві теорії в одну загальну теорію квантової гравітації. Щоб це зробити, потрібно розібратися з часом.Як часто цокає “фундаментальні годинник”?Найточніший годинник, які у нас є, це атомні годинники.

Як фундаментальні годинник могли б на них впливати?Почнемо з того, що фундаментальні годинник не можуть тікати повільніше атомних, тому що тоді атомні годинники були неточними. Поки що атомні годинники не давали нам приводу в них сумніватися, і це дозволило Божовальду і його колегам визначити мінімальну частоту биття фундаментальних годин (якщо ті, звичайно, взагалі існують).Найточніші сучасні атомні годинники рахують кожну 10^-19 секунди.

Фундаментальні годинник повинні тікати частіше. Автори розрахували, що вони не можуть тікати менше, ніж 10^33 разів в секунду – це і є мільярд трильйонів трильйонів разів в секунду.А чи можна розбити час на ще більш дрібні проміжки? Фізики підозрюють, що за секунду можна розділити на нескінченну кількість частин.

Квантова фізика не дає розбити час на інтервали менше 10^-43 секунди. Цю величину називають планковским часом.Отже, якщо фундаментальні годинник і існують, вони точно цокає повільніше, ніж 10^-33 (і, звичайно, повільніше атомних), але не швидше планковского часу.

Втім, “фундаментальні годинник” – це не єдина теорія, яка пояснює час. Деякі фізики вважають, що час створюється комбінацією різних процесів, а не якимось одним лічильником.Можливо, в майбутньому більш точні атомні годинники дозволять нам наблизитися ближче до розгадки часу.

― Наукова стаття була опублікована в Physical Review Letters. DOI:10.1103/PhysRevLett.
124.241301 Джерело: Science News.

Related posts

Leave a Comment