Учени разгадаха вековната загадка на физиката – можем ли да пътуваме във времето?

Китайски физици предложиха ново квантово обяснение на това защо времето в нашата реалност „гледа“ само напред и защо обръщането на хода на процесите на практика не е възможно, дори ако основните уравнения на микроравнище изглеждат обратими. Идеята е, че посоката на времето може да възникне сама по себе си от необратимото нарастване на взаимовръзките между частите на една квантова система – без ролята на наблюдател, измервания и външни „смущения“, както често предполагаха предишните подходи.

Проблемът, за който се спори повече от век изглежда почти подигравателно: фундаменталните уравнения в много случаи позволяват „обръщане“ на процесите, но в живота е различно – счупеното яйце не се възстановява и младостта не се връща. Класическият отговор на ниво термодинамика е ентропията: още през XIX век Лудвиг Болцман обяснява „стрелата на времето“ с факта, че изолираните системи статистически почти винаги преминават от по-подредени състояния към по-„хаотични“, а обратното е изключително малко вероятно.

Авторите на новата статия преместват фокуса върху това, което се случва в микрокосмоса с квантовите „части“ на системата.

Те твърдят, че самото генериране на корелации – т.е. взаимозависимости между подсистемите е фундаментално необратимо в един важен смисъл: изследователите формулират теорема за не-изтриване, според която корелациите в неизвестните състояния на затворените квантови системи не могат да бъдат универсално „изтрити“ чрез каквато и да е физическа операция. С други думи, може да има начин да се „разгадае“ определено предварително известно състояние, но не може да има универсална „гума“, която да работи за всеки неизвестен вход.

След това учените свързват този механизъм с познатата ни термодинамика. В резюмето се казва, че такава необратимост би трябвало да осигури спонтанен пренос на топлина от по-топлите подсистеми към по-студените (в духа на формулировката на втория закон на Клаузиус), а също така обяснява нарастването на ентропията, приближаването към равновесие и декохерентността като различни проявления на един и същ принцип – необратимо натрупване на корелации в затворена система.

Важно е, че това е теоретична конструкция, а не „инструкция за построяване на машина на времето“ и не е забрана за всякакви екзотични модели на „пътуване във времето“ изобщо. По-скоро това е опит да се даде акуратен отговор на един неудобен въпрос: защо при формално обратими правила на микроравнище почти винаги получаваме необратимост на макроравнище. Ако подходът е правилен, тогава „пътят назад“ не е поголовна забрана, а фактът, че с развитието на света информацията става все по-плътно заплетена в преплитането между квантовите му части – и просто няма универсален начин да се обърне това заплитане.