A fizika és a kvantummechanika világában mindig is izgalmas kérdés volt az idő természete és iránya. Míg mindennapi tapasztalataink azt sugallják, hogy az idő mindig egyetlen irányba halad, a legújabb kutatás egy elképesztő felfedezést tett: az idő nem feltétlenül egyirányú, és kvantumszinten visszafelé is haladhat. Ez a felfedezés egy sor új kérdést vet fel, amelyek a fizika egyik legnagyobb rejtélyét érintik: miért érzékeljük az időt visszafordíthatatlannak, ha a fizikai törvények nem rendelkeznek egyértelmű időirányítással?
Miért tűnik úgy, hogy az idő mindig előre halad?
Az idő iránya mindig is misztikus és komplex kérdés volt a tudósok számára. Miért érezzük azt, hogy az idő mindig előre halad, még akkor is, ha a fizikában található egyenletek időszimmetriát mutatnak, tehát nem jelölnek ki egy konkrét irányt? A mindennapi életben úgy tűnik, hogy az idő nem lehet visszafordítható – például, ha egy pohár tej kiömlik az asztalra, akkor azt nem tudjuk visszaönteni a pohárba. Az ilyen egyszerű események azt sugallják, hogy az idő visszafordíthatatlanul halad előre.
De mi van, ha az idő nem annyira egyirányú, mint ahogyan azt eddig hittük? A legújabb kvantumkutatás szerint az alapvető fizikai törvények, amelyek meghatározzák a kvantumrendszerek viselkedését, nem szükségszerűen rögzítik az idő irányát. A kutatás, amely a kvantummechanika világába mélyed, arra a meglepő eredményre jutott, hogy az idő nem egy merev szabályrendszer következménye, hanem inkább egy kialakuló jelenség, amely a rendszerek kölcsönhatásaiban és a környezetükben rejlő dinamikában gyökerezik.
Felfedezés: Az idő irányát nem abszolút törvények szabályozzák
A kutatók különböző kvantumrendszereket vizsgáltak, amelyek nem elszigetelten működnek, hanem kölcsönhatásban állnak egy nagyobb környezettel. A kutatás célja az volt, hogy kiderítsék, vajon a környezet, amely folyamatosan információt és energiát ad át a rendszernek, képes-e visszajuttatni az információt anélkül, hogy egyirányú időt rendelne a rendszerhez. Az eredmények azt mutatták, hogy a kvantumrendszerek viselkedése során nem kell szükségszerűen előre haladnia az időnek, hanem képes lehet visszafordulni.
A kutatás vezetője: Dr. Andrea Rocco szavai
Dr. Andrea Rocco, a kutatás vezetője, aki a fizika és matematikai biológia docense, úgy fogalmazott, hogy bár az időt mindannyian egyirányúnak éljük meg, az alapvető fizikai törvények inkább egy inga mozgására emlékeztetnek, amelyek lehetővé teszik a visszafordíthatóságot. „Eredményeink arra utalnak, hogy az idő irányát nem egy merev szabály határozza meg, hanem egy kialakuló jelenség. Az idő tehát rugalmasabb, mint azt eddig gondoltuk.”
Thomas Guff felfedezése: A memória kernel és a nem folytonos tényező
Thomas Guff posztdoktori kutató, aki a kutatás számításait vezette, azt találta, hogy még az egyenletek leegyszerűsítése után is megmaradt az időszimmetria, tehát nem volt szükség arra, hogy az idő visszafordíthatatlanul előre haladjon. A legfontosabb felfedezésük egy matematikai tényező volt, amit „memória kernel”-nek neveztek, amely még a nyílt kvantumrendszerek esetén is képes fenntartani az időszimmetriát.
Emellett egy szokatlan, nem folytonos tényezőt is felfedeztek, amely tovább erősíti azt az elméletet, miszerint az idő iránya nem feltétlenül olyan rögzített, mint eddig hittük. Guff szerint: „Egy apró, de fontos részletet is felfedeztünk, amelyet általában figyelmen kívül hagynak – egy időben nem folytonos tényező jelent meg, amely fenntartja az időszimmetria tulajdonságát. Ez nagyon meglepő volt, mivel ritkán találkozunk ilyen matematikai mechanizmusokkal a fizikai egyenletekben.”
Miért fontos ez a kutatás a tudományos közösség számára?
A kutatás eredményei alapvetően új megvilágításba helyezhetik a fizika egyik legnagyobb rejtélyét: az időt. A kvantummechanika, a kozmológia és más tudományterületek számára ez a felfedezés fontos mérföldkő lehet, mivel új megértést adhat arra vonatkozóan, hogyan működnek az alapvető fizikai törvények. Ha az idő nem feltétlenül egyirányú, akkor ennek számos következménye lehet a jövőbeli kutatásokra és a technológiai fejlődésre is, különösen a kvantumszámítógépek és az információs rendszerek területén.
