Um novo estudo sugere que o tempo pode não ser um elemento fundamental no universo, mas sim uma ilusão resultante do emaranhamento quântico.
tempo A discrepância entre as nossas melhores teorias do universo é um problema espinhoso para os físicos. O seu comportamento inconsistente contribui para um beco sem saída que impede os investigadores de encontrar uma “teoria de tudo”, ou uma estrutura para explicar toda a física do universo.
Mas no novo estudo, os investigadores sugerem que podem ter encontrado uma pista para resolver este problema: tornando o tempo uma função de… Emaranhamento quânticoÉ a estranha conexão entre duas partículas distantes. A equipe publicou suas descobertas em 10 de maio na revista Revisão física a.
“Existe uma maneira de introduzir o tempo que é consistente com as leis clássicas e quânticas e é uma manifestação de emaranhamento”, primeiro autor Alessandro Coppo“A ligação entre o relógio e o sistema cria a aparência do tempo, que é um elemento essencial das nossas vidas”, disse o físico do Conselho Nacional de Investigação da Itália ao Live Science.
Já estava na hora
em Mecânica quânticaDe acordo com as nossas melhores teorias do mundo microscópico, o tempo é um fenómeno constante – um fluxo implacável e unilateral do passado para o presente. O tempo permanece externo aos estranhos e em constante mudança sistemas quânticos que mede, e só pode ser visto através da observação de mudanças em entidades externas, como os ponteiros de um relógio.
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No entanto, de acordo com a teoria de Einstein Relatividade geral O tempo – que descreve objetos maiores, como nossos corpos, estrelas e galáxias – está entrelaçado com o espaço e pode ser deformado e expandido em altas velocidades ou na presença de gravidade. Isto deixa a nossa melhor teoria da realidade num dilema fundamental. Sem resolver este dilema, uma teoria coerente de tudo permanece ilusória.
“Parece haver uma contradição séria na teoria quântica, e é isso que chamamos de problema do tempo”, diz Kubo.
Para resolver esse problema, os pesquisadores recorreram a uma teoria chamada mecanismo das Grandes Águas. Esta teoria foi proposta pela primeira vez em 1983 e sugere que o tempo surge para um único corpo através do seu movimento. Emaranhamento quântico Por outro lado, para um sistema não emaranhado, não existe tempo, e o sistema percebe o universo como congelado e imutável.
Ao aplicar o mecanismo de Bigwaters a dois estados quânticos teoricamente emaranhados, mas não interagentes – um é um oscilador harmônico vibrante e o outro uma coleção de minúsculos ímãs que agem como um relógio – os físicos descobriram que seu sistema poderia ser completamente descrito por Equação de Schrödinger, que prevê o comportamento de objetos quânticos. No entanto, em vez do tempo, a sua versão da famosa equação funcionava de acordo com os estados de minúsculos ímanes que funcionavam como um relógio.
Essa visão não é nova, mas o próximo passo que a equipe deu foi. Eles repetiram seus cálculos duas vezes, assumindo primeiro que o ímã do relógio e depois o oscilador harmônico eram objetos grandes (maiores). Eles então simplificaram suas equações para as da física clássica, sugerindo que o fluxo do tempo é o resultado do emaranhamento mesmo para objetos de grande escala.
“Acreditamos fortemente que a direção correta e lógica é começar pela física quântica e entender como chegar à física clássica, e não o contrário”, disse Kubo.
Outros físicos expressaram cautela. Embora o mecanismo das Grandes Águas seja uma ótima ideia para as origens quânticas do tempo, eles disseram que ainda não produziu nada que possa ser testado.
“Sim, faz sentido matemático pensar no tempo cósmico como o emaranhado entre campos quânticos e estados quânticos do espaço tridimensional,” Vlatko Federal“No entanto, ninguém sabe se algo novo ou frutífero resultará deste quadro – como modificações na física quântica e na relatividade geral”, disse o professor John Jordan, professor de ciência da informação quântica na Universidade de Oxford, que não esteve envolvido no estudo. trabalho, disse ao Live Science e testes experimentais correspondentes.
Apesar destas dúvidas, construir teorias do tempo a partir do zero a partir da mecânica quântica pode, no entanto, ser um ponto de partida promissor – desde que possam ser moldadas para se adequarem às experiências.
“Talvez haja algo sobre o emaranhamento que desempenha um papel.” Adam Frank“Talvez a única maneira de compreender o tempo não seja a partir de uma perspectiva divina, mas a partir de dentro, a partir da perspectiva de perguntar o que a vida está manifestando nesta manifestação do mundo”, disse o físico teórico da Universidade de Rochester, em Nova York, que foi não envolvido no estudo, disse ao Live Science.