Riddle nan tan

Tan te toujou yon pwoblèm. Premyèman, li te difisil pou menm lespri ki pi briyan yo konprann ki tan te reyèlman. Jodi a, lè li sanble nou konprann sa a nan yon sèten mezi, anpil moun kwè ke san li, omwen nan sans tradisyonèl la, li pral pi alèz.

"" Ekri pa Isaac Newton. Li te kwè ke tan te kapab sèlman vrèman konprann matematik. Pou li, tan absoli ki genyen yon dimansyon ak jeyometri ki genyen twa dimansyon nan Linivè a se te aspè endepandan ak separe nan reyalite objektif, epi nan chak moman nan tan absoli tout evènman nan Linivè te fèt an menm tan.

Avèk teyori espesyal relativite li a, Einstein te retire konsèp tan similtane. Dapre lide li, similtaneite se pa yon relasyon absoli ant evènman: sa ki an menm tan nan yon ankadreman referans pa pral nesesèman dwe ansanm nan yon lòt.

Yon egzanp konpreyansyon Einstein sou tan se muon ki soti nan reyon cosmic. Li se yon patikil subatomik enstab ak yon lavi mwayèn nan 2,2 mikrosgond. Li fòme nan atmosfè anwo a, e byenke nou espere li vwayaje sèlman 660 mèt (a vitès limyè a 300 km/s) anvan dezentegre, efè dilatasyon tan pèmèt muon cosmic vwayaje plis pase 000 kilomèt nan sifas Latè. ak pi lwen. . Nan yon ankadreman referans ak Latè, muons viv pi lontan akòz gwo vitès yo.

An 1907, ansyen pwofesè Einstein Hermann Minkowski prezante espas ak tan kòm. Espas tan konpòte li tankou yon sèn kote patikil deplase nan linivè youn parapò ak lòt. Sepandan, vèsyon sa a nan espas tan te enkonplè (Gade tou: ). Li pa t gen ladan l gravite jiskaske Einstein te prezante relativite jeneral an 1916. Twal la nan espas-tan se kontinyèl, lis, defòme ak defòme pa prezans nan matyè ak enèji (2). Gravite se koub linivè a, ki te koze pa kò masiv ak lòt fòm enèji, ki detèmine chemen objè yo pran. Koub sa a se dinamik, k ap deplase kòm objè yo deplase. Jan fizisyen John Wheeler di, "Lespas tan pran sou mas lè li di li kijan pou l deplase, epi mas pran sou espas tan lè li di li kijan pou l koube."

2. Espas-tan Einstein

Tan ak mond pwopòsyon an

Teyori jeneral la relativite konsidere pasaj tan an kontinyèl ak relatif, epi li konsidere pasaj tan an inivèsèl ak absoli nan tranch la chwazi. Nan ane 60 yo, yon tantativ siksè konbine lide ki te deja enkonpatib, mekanik pwopòsyon ak relativite jeneral te mennen nan sa ke yo rekonèt kòm ekwasyon Wheeler-DeWitt, yon etap nan direksyon pou yon teyori. gravite pwopòsyon. Ekwasyon sa a rezoud yon pwoblèm men kreye yon lòt. Tan pa jwe okenn pati nan ekwasyon sa a. Sa a te mennen nan yon gwo konfli nan mitan fizisyen, ke yo rele pwoblèm nan nan tan.

Carlo Rovelli (3), yon modèn fizisyen teyorik Italyen gen yon opinyon definitif sou zafè sa a. ", li te ekri nan liv "The Secret of Time".

3. Carlo Rovelli ak liv li a

Moun ki dakò ak entèpretasyon Copenhagen nan mekanik pwopòsyon yo kwè ke pwosesis pwopòsyon obeyi ekwasyon Schrödinger la, ki se simetrik nan tan epi ki soti nan efondreman nan vag nan yon fonksyon. Nan vèsyon mekanik pwopòsyon antropi, lè entropi chanje, se pa chalè ki koule, men enfòmasyon. Gen kèk fizisyen pwopòsyon ki fè konnen yo te jwenn orijin flèch tan an. Yo di ke enèji disparèt ak objè yo aliman paske patikil elemantè mare ansanm pandan y ap kominike nan yon fòm "entanglement pwopòsyon." Einstein, ansanm ak kòlèg li yo Podolsky ak Rosen, te konsidere konpòtman sa yo enposib paske li te kontredi opinyon reyalis lokal la sou kozalite. Ki jan patikil ki sitiye byen lwen youn ak lòt kominike youn ak lòt nan yon fwa, yo te mande.

An 1964, li te devlope yon tès eksperimantal ki demanti reklamasyon Einstein sou sa yo rele varyab kache. Pakonsekan, yo lajman kwè ke enfòmasyon vwayaje ant patikil konplitché, potansyèlman pi vit pase limyè ka vwayaje. Jan nou konnen, tan pa egziste pou patikil konplitché . (4)

Yon gwoup fizisyen nan Inivèsite Ebre ki te dirije pa Eli Megidish nan Jerizalèm te rapòte an 2013 ke yo te reyisi anmele foton ki pa t egziste nan tan. Premyèman, nan premye etap la, yo te kreye yon pè foton konplitché, 1-2. Yon ti tan apre sa, yo mezire polarizasyon foton 1 (yon pwopriyete ki dekri direksyon limyè a osile) - kidonk "touye" li (etap II). Photon 2 te voye nan yon vwayaj, epi yo te fòme yon nouvo pè konplitché 3-4 (etap III). Lè sa a, foton 3 te mezire ansanm ak foton vwayaje 2 nan yon fason ke koyefisyan an entanglement "chanje" soti nan ansyen pè yo (1-2 ak 3-4) nan nouvo konbine 2-3 (etap IV). Kèk tan apre (etap V) yo mezire polarite sèl foton 4 ki rete a epi yo konpare rezilta yo ak polarizasyon foton 1 ki mouri lontan an (tounen nan etap II). Rezilta? Done yo revele prezans nan korelasyon pwopòsyon ant foton 1 ak 4, "tanporèman ki pa lokal". Sa vle di ke entanglement ka rive nan de sistèm pwopòsyon ki pa janm coexisted nan tan.

Megiddish ak kòlèg li yo pa ka ede men espekile sou entèpretasyon posib nan rezilta yo. Petèt mezi polarizasyon foton 1 nan etap II yon jan kanmenm dirije polarizasyon nan lavni nan 4, oswa mezi polarizasyon foton 4 nan etap V yon jan kanmenm reekri eta polarizasyon foton 1 anvan an. Tou de pi devan ak dèyè, korelasyon pwopòsyon difize. nan anile kozatif ant lanmò yon foton ak nesans yon lòt.

Ki sa sa vle di sou yon echèl macro? Syantis yo, diskite sou enplikasyon posib yo, pale sou posibilite ke obsèvasyon nou yo nan limyè zetwal yon jan kanmenm dikte polarizasyon nan foton 9 milya ane de sa.

Yon pè nan fizisyen Ameriken ak Kanadyen, Matthew S. Leifer nan Chapman University nan Kalifòni ak Matthew F. Pusey nan Perimeter Institute pou Teyorik Fizik nan Ontario, remake kèk ane de sa ke si nou pa rete soude nan lefèt ke Einstein. Mezi ki fèt sou yon patikil ka reflete nan tan lontan ak nan lavni, ki vin petinan nan sitiyasyon sa a. Apre yo fin refòmile kèk sipozisyon debaz, syantis yo devlope yon modèl ki baze sou teyorèm Bell nan kote espas yo transfòme an tan. Kalkil yo montre poukisa, sipoze tan an toujou devan, nou bite sou kontradiksyon.

Dapre Carl Rovelli, pèsepsyon imen nou an nan tan se inextricableman lye ak fason enèji tèmik konpòte. Poukisa nou sèlman konnen tan lontan an epi nou pa konnen tan kap vini an? Kle a, dapre syantis la, koule inidireksyonèl nan chalè soti nan objè ki pi cho rive nan objè ki pi frèt. Yon kib glas jete nan yon tas kafe cho refwadi kafe a. Men, pwosesis la se irevokabl. Man, kòm yon kalite "machin thermodynamic", swiv flèch sa a nan tan epi li pa kapab konprann yon lòt direksyon. "Men, si mwen obsève yon eta mikwoskopik," ekri Rovelli, "diferans ki genyen ant sot pase ak lavni disparèt ... nan gramè elemantè bagay yo pa gen okenn distenksyon ant kòz ak efè."

Tan mezire nan fraksyon pwopòsyon

Oswa petèt tan ka quantized? Yon nouvo teyori ki fèk parèt sijere ke entèval tan ki pi piti a pa ka depase yon milyonyèm nan yon milyayèm nan yon milyayèm nan yon segonn. Teyori a swiv yon konsèp ki se omwen pwopriyete debaz nan yon mont. Dapre teorisyen yo, konsekans rezònman sa a ka ede yo kreye yon "teyori nan tout bagay".

Konsèp tan pwopòsyon an pa nouvo. Modèl gravite pwopòsyon pwopoze ke tan dwe quantized epi yo gen yon to tik sèten. Sik tik sa a se inite minimòm inivèsèl la, e pa gen okenn dimansyon tan ki ka mwens pase sa a. Li ta tankou si te gen yon jaden nan fondasyon an nan linivè a ki detèmine vitès la minimòm tout bagay nan li, bay mas nan lòt patikil. Nan ka revèy inivèsèl sa a, "olye li bay mès, li pral bay tan," eksplike yon fizisyen ki pwopoze pou quantize tan, Martin Bojowald.

Lè yo similye yon revèy inivèsèl konsa, li menm ak kòlèg li yo nan Pennsylvania State College nan Etazini te montre ke li ta fè yon diferans nan revèy atomik atifisyèl, ki sèvi ak vibrasyon atomik yo pwodwi rezilta ki pi egzak li te ye. mezi tan. Dapre modèl sa a, revèy atomik (5) pafwa pa t 'senkronize ak revèy inivèsèl la. Sa a ta limite presizyon nan mezi tan nan yon sèl revèy atomik, sa vle di ke de revèy atomik diferan ta ka fini pa matche longè peryòd ki pase a. Etandone ke pi bon revèy atomik nou yo ki konsistan youn ak lòt epi yo ka mezire tik desann nan 10-19 segonn, oswa yon dizyèm nan yon milya dola nan yon milyayèm nan yon segonn, inite debaz la nan tan pa ka plis pase 10-33 segonn. Sa yo se konklizyon yo nan yon atik sou teyori sa a ki te parèt nan mwa jen 2020 nan jounal Physical Review Letters.

5. Lutetium ki baze sou revèy atomik nan Inivèsite Nasyonal Singapore.

Tès si wi ou non yon baz inite tan egziste depase kapasite teknolojik aktyèl nou yo, men li toujou sanble pi aksesib pase mezire tan Planck, ki se 5,4 × 10-44 segonn.

Efè papiyon an pa travay!

Retire tan nan mond pwopòsyon an oswa quantizing li ka gen konsekans enteresan, men se pou yo dwe onèt, imajinasyon popilè a kondwi pa yon lòt bagay, sètadi vwayaj nan tan.

Anviwon yon ane de sa, pwofesè fizik University of Connecticut Ronald Mallett te di CNN ke li te ekri yon ekwasyon syantifik ki ta ka itilize kòm baz pou machin tan reyèl. Li menm bati yon aparèy pou ilistre yon eleman kle nan teyori a. Li kwè ke li se teyorikman posib vire tan nan yon boukki ta pèmèt vwayaj nan tan nan tan lontan an. Li menm bati yon pwototip ki montre kijan lazè ka ede reyalize objektif sa a. Li ta dwe remake ke kòlèg Mallett yo pa konvenki ke machin tan li ap janm konkretize. Menm Mallett admèt ke lide li se antyèman teyorik nan pwen sa a.

Nan fen ane 2019, New Scientist te rapòte ke fizisyen Barak Shoshani ak Jacob Hauser nan Perimeter Institute nan Kanada te dekri yon solisyon kote yon moun te kapab teyorikman vwayaje soti nan yon sèl. nouvèl manje nan dezyèm lan, pase atravè yon twou nan espas-tan oswa yon tinèl, jan yo di, "matematikman posib". Modèl sa a sipoze gen diferan linivè paralèl kote nou ka vwayaje, e li gen yon dezavantaj grav - vwayaj nan tan pa afekte pwòp delè vwayajè yo. Nan fason sa a, ou ka enfliyanse lòt continuums, men youn nan ki nou te kòmanse vwayaj la rete san okenn chanjman.

Epi depi nou se nan espas-tan kontinua, Lè sa a, avèk èd nan òdinatè pwopòsyon Pou simulation vwayaj tan, syantis dènyèman pwouve ke pa gen okenn "efè papiyon" nan domèn pwopòsyon an, jan yo wè nan anpil fim syans fiksyon ak liv. Nan eksperyans nan nivo pwopòsyon, domaje, w pèdi prèske chanje, kòm si reyalite geri tèt li. Yon papye sou sijè a te parèt nan ete sa a nan Psysical Review Letters. Mikolay Sinitsyn, yon fizisyen teyorik nan Laboratwa Nasyonal Los Alamos ak ko-eksplike, "Sou yon òdinatè pwopòsyon, pa gen okenn pwoblèm swa ak simulation evolisyon opoze a nan tan, oswa ak simulation pwosesis la nan deplase pwosesis la tounen nan tan lontan an," eksplike. otè etid la. Travay. "Nou ka reyèlman wè sa k ap pase nan mond pwopòsyon konplèks la si nou retounen nan tan, ajoute kèk domaj epi retounen. Nou jwenn ke mond primordial nou an te siviv, ki vle di ke pa gen okenn efè papiyon nan mekanik pwopòsyon."

Sa a se yon gwo souflèt pou nou, men tou, yon bon nouvèl pou nou. Kontinuum nan espas-tan kenbe entegrite, pa pèmèt ti chanjman detwi li. Poukisa? Sa a se yon kesyon enteresan, men yon sijè yon ti kras diferan pase tan tèt li.