Китайские учёные объяснили, почему время течёт только вперёд и нельзя вернуться в прошлое
25 декабря 2025, Научная рубрика
Китайская исследовательская группа представила новую теорию, которая проливает свет на один из самых давних вопросов физики: почему мы не можем путешествовать в прошлое, хотя фундаментальные физические законы вроде бы это допускают.
Что именно выяснили учёные?
Команда под руководством физика Цай Циньюя из Университета Хайнаня разработала теоретическую модель, объясняющую происхождение так называемой стрелы времени направления, в котором время всегда движется вперёд. В отличие от предыдущих теорий, их идея не опирается на внешние воздействия или наблюдения. Вместо этого учёные показали, что причина необратимости времени кроется внутри самой квантовой системы.
Основная мысль исследования
Законы физики на базовом уровне (например, уравнение Шрёдингера) симметричны во времени: теоретически они позволяют движение как вперёд, так и назад по шкале времени.
Но в реальных системах микрочастицы взаимодействуют между собой и образуют устойчивые квантовые корреляции связи, которые нельзя легко разрушить.
Как только эти корреляции накапливаются, они делают процесс необратимым , это и даёт стрелу времени, которую мы наблюдаем в большом мире.
Почему это важно?
1. Эта теория помогает ответить на вопрос: почему мы не видим события, разворачивающиеся «в обратную сторону», как например:
2. Яйцо само обратно становится целым из перевёрнутого,
3. Мы не можем вернуться к молодости или вернуть прошлое.
Согласно исследованию, стремление квантовой системы к устойчивым корреляциям делает обратимость невозможной, несмотря на то, что математически такое движение назад во времени не исключено.
Теория остаётся теоретической
«Это важный шаг, но он пока не экспериментально подтвержден», подчёркивают учёные. Они отмечают, что в реальности идеального изолированного квантового мира не существует, и в будущем потребуется проверка этой идеи в более практических условиях.
Что это не значит
Несмотря на теоретическое объяснение направленности времени, это не открытие способа путешествовать в прошлое - такие путешествия всё ещё невозможны согласно современной физике.
Идея путешествий во времени привлекает и будоражит воображение вот уже двести лет, но авторы нового исследования рискнули разочаровать армию поклонников этого жанра научной фантастики. Их работа не предполагает возможности путешествия во времени в прошлое. Вместо этого она объясняет, почему нам кажется, что время вообще имеет направление, даже несмотря на то, что основные законы Вселенной часто не отдают предпочтение прошлому перед будущим.
С тех пор, как люди научились мыслить абстрактно, время оставалось одной из самых сложных загадок природы. Мы помним прошлое, переживаем настоящее и предвидим будущее — но не имеет опыта обратного течения времени. Разбитое стекло не становится целым, люди не молодеют, а вчерашний день нельзя вернуть. Такое очевидное одностороннее течение времени называют еще «стрелой времени».
Однако, когда физики изучают уравнения, управляющие фундаментальными частицами — такими как уравнения классической механики, электромагнетизма или квантовой теории, — они часто обнаруживают, что они равно хорошо работают как для прямого, так и для обратного течения времени. Так почему же наше восприятие времени настолько явно однонаправленно?
Наиболее распространенный ответ дает термодинамика. В XIX веке физик Людвиг Больцман связал стрелу времени с энтропией — понятием, которое часто связывают с мерой неупорядоченности системы. Согласно второму закону термодинамики, энтропия в изолированной системе имеет тенденцию со временем нарастать. Это объясняет, почему тает лед, почему газы распространяются и почему сложные системы распадаются, а не самоорганизуются.
Хотя энтропия объясняет многие необратимые процессы, она не дает окончательного объяснения однонаправленности стрелы времени. Основные микроскопические законы по-прежнему допускают течение времени в обоих направлениях. Ученые из Хайнаньского университета предложили новую теоретическую концепцию, которая проливает свет на этот вопрос, сообщает SCMP.
Она рассматривает то, что происходит на квантовом уровне. Направление течения времени, утверждают исследователи, может естественным образом возникать из внутренней эволюции квантовых систем. На квантовом уровне системы не существуют изолированно. Они взаимодействуют, обмениваются информацией и вступают в корреляцию друг с другом. По мере накопления этих корреляций эволюцию системы на практике становится все труднее обратить вспять, даже если в теории уравнения это допускают.
Таким образом, необратимость не является чем-то навязанным извне. Она возникает из структуры и динамики системы. По мере взаимодействия квантовых компонентов информация об их предыдущих состояниях рассеивается и становится фактически недоступной. Это создает естественное ощущение «до» и «после», порождая стрелу времени.
Новый подход не опровергает термодинамику или общую теорию относительности, скорее, дополняет их. Энтропия по-прежнему играет ключевую роль в больших масштабах, в то время как теория относительности продолжает описывать поведение времени на высоких скоростях и в сильных гравитационных полях. Предложенная теория, кроме того, позволяет преодолеть разрыв между микроскопическими законами и макроскопическим опытом.
