Zamanın Kaynağına Yönelik Kuantum Araştırması Geçmiş ve Gelecek Arasında Fark Olmadığını Gösterdi

Surrey Üniversitesi fizikçileri Thomas Guff, Chintalpati Umashankar Shastry ve Andrea Rocco, zaman nehrinin kaynağını keşfetme umuduyla, sonsuzluğun sonsuz genişliğinin altındaki sıcak bir kuantum küvetine eşdeğer varlığının işaretlerini aradılar.

Aradıklarını bulamadıklarını söylemeye gerek yok, bunun yerine kuantum mekaniğinin vızıltısı içinde zamanın ileriye doğru olduğu kadar geriye doğru da kolayca aktığını doğruladılar. Yine de alınan dersler bir gün fiziğin neden tarihin varlığı konusunda ısrarcı olduğunu ortaya çıkarabilir.

Doğru jargonu kullanmak gerekirse, zaman söz konusu olduğunda fizik büyük ölçüde simetriktir. Bir yumurtanın çatladığını veya bir meşenin meşe palamuduna dönüştüğünü asla göremeyebiliriz, ancak çoğu süreç temel yasalarına indirgendiğinde, bir denklemin hangi ucunun geçmişe, hangisinin geleceğe bakması gerektiğini belirleyen çok az şey vardır.

Geçmişin neden olduğu yerde kilitli kaldığına dair ipuçlarını aramak için gidilecek yer sıkıntısı yok gibi. Örneğin kozmologlar Evren'in düşük entropi durumundan yüksek entropi durumuna doğru nasıl genişlediğine bakmışlardır. Kuantum fizikçileri, bir parçacığın çevreyle dolanıklığının sürekli genişleyen ağının işin içinde olup olmadığını merak ettiler. Şimdiye kadar hiçbir şey, zaman boyutunun neden böyle bir bütünlüğe sahip olduğuna dair net bir açıklama olarak öne çıkmadı.

Guff, Shastry ve Rocco, kuantum hareket denklemlerinin, bir sistemin yasalarının geriye doğru kaymamasını sağlayan bir tür cırcır gibi davranarak, geçmiş bir duruma geri dönüşü imkansız hale getirmenin bir yolunu gizleyip gizleyemeyeceğini merak ettiler.

Açık bir kapta itişip kakışan ısıtılmış parçacıkların basitleştirilmiş bir modelini tanımlamak için Markov zinciri olarak bilinen matematiksel bir yaklaşımı kullandılar. Sistemin şimdiki zamanın ötesinde bir hafızaya sahip olmadığı Markov dinamikleri uygulandığında, sistemdeki her yeni kuantum durumu sadece tek bir önceki duruma bağlı olacaktır, bu da yarın ülkesine tek yönlü bir yolculuk veya parçacıkları kolayca geriye götüren bir salınım anlamına gelebilir.

Ekip banyo denklemlerinde nereye bakarsa baksın, zaman-ters simetrisinin kuantum aktivitesinin nasıl ortaya çıktığıyla çeliştiğine dair hiçbir işaret bulamadı, bu da Markovian sistemin 'hafızasının' geçmiş veya gelecek için bir tercihi olmadığını ima ediyordu.

Rocco, “Bulgularımız, ortak deneyimlerimiz bize zamanın sadece bir yöne doğru hareket ettiğini söylese de, ters yönün de eşit derecede mümkün olabileceğinin farkında olmadığımızı gösteriyor” diyor.

Eğer zaman kuantum düzeyinde ileri geri sallanabiliyorsa, deneyimlediğimiz fizik ölçeğinde kesinlikle sallanmıyor. Yıldızların altındaki gerçek bir sıcak banyonun, enerji sürekli genişleyen kozmosa doğru akarken hızla soğuması garantidir.

Üçlü, bulgularının termodinamiğin bu yasasıyla hiçbir şekilde çelişmediği konusunda ısrarlı. Ne de olsa bazı fizik yasaları gerçekten de geri döndürülemez. Yine de zamanın okunu kuantum ölçeğinde tersine çevirmek, termodinamik söz konusu olduğunda kuantum ölçeğinde bir yönün diğerine göre aşırı özel bir şey olmadığını düşündüren sabit bir soğumanın meydana geldiğini görecektir.

Eğer öyleyse, zamanın tek yönlü caddesine dair kolektif deneyimimiz, Büyük Patlama'nın diğer tarafında, kozmik genişleme ve kuantum başlangıç noktasından artan enerji tarafından taşınan ve geçmişi olduğu kadar geleceği de kolayca hatırlayan ikinci bir yolla dengelenebilir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.