时间之谜
时间一直是个问题。 首先，即使是最聪明的头脑也很难理解时间到底是什么。 今天，当我们在某种程度上理解这一点时，许多人认为没有它，至少在传统意义上，它会更舒服。
"" 由艾萨克·牛顿 (Isaac Newton) 撰写。 他相信时间只能用数学来真正理解。 对他来说，一维绝对时间和宇宙的三维几何是客观现实的独立和分离的方面，在绝对时间的每一刻，宇宙中的所有事件都同时发生。
爱因斯坦用他的狭义相对论去掉了同时时间的概念。 根据他的观点，同时性并不是事件之间的绝对关系：同时在一个参照系中的东西不一定同时在另一个参照系中。
爱因斯坦对时间的理解的一个例子是宇宙射线中的介子。 它是一种不稳定的亚原子粒子，平均寿命为 2,2 微秒。 它在高层大气中形成，尽管我们预计它在解体前仅行进 660 米（以 300 公里/秒的光速），但时间膨胀效应允许宇宙 μ 子行进超过 000 公里到达地球表面。 并进一步。 . 在地球的参考系中，由于速度快，介子寿命更长。
1907 年，爱因斯坦的前任老师赫尔曼·闵可夫斯基将空间和时间介绍为。 时空的行为就像粒子在宇宙中相对移动的场景。 然而，这个版本的时空是不完整的（也可以看看： ）。 直到爱因斯坦在 1916 年引入广义相对论，它才包括引力。 时空结构是连续的、平滑的、因物质和能量的存在而扭曲和变形 (2)。 引力是宇宙的曲率，由大质量物体和其他形式的能量引起，它决定了物体所走的路径。 这种曲率是动态的，随着物体的移动而移动。 正如物理学家约翰·惠勒所说：“时空通过告诉它如何运动来接管质量，而质量通过告诉它如何弯曲来接管时空。”
2. 爱因斯坦的时空
时间与量子世界
广义相对论认为时间的流逝是连续的、相对的，认为时间的流逝在所选切片中是普遍的、绝对的。 在 60 年代，将以前不相容的想法、量子力学和广义相对论结合起来的成功尝试导致了所谓的 Wheeler-DeWitt 方程，这是迈向理论的一步 量子引力. 这个等式解决了一个问题，但又产生了另一个问题。 时间在这个等式中没有任何作用。 这在物理学家中引发了一场巨大的争论，他们称之为时间问题。
卡罗罗维利 (3) 一位现代意大利理论物理学家对此事有明确的看法。 ”，他在《时间的秘密》一书中写道。
3. Carlo Rovelli 和他的书
赞同量子力学哥本哈根解释的人认为，量子过程服从薛定谔方程，该方程在时间上是对称的，由函数的波坍缩产生。 在熵的量子力学版本中，当熵发生变化时，流动的不是热量，而是信息。 一些量子物理学家声称已经找到了时间之箭的起源。 他们说能量消散并且物体对齐是因为基本粒子在以“量子纠缠”的形式相互作用时会结合。 爱因斯坦以及他的同事波多尔斯基和罗森认为这种行为是不可能的，因为它与当地现实主义的因果观相矛盾。 他们问道，远离彼此的粒子如何同时相互作用。
1964 年，他开发了一项实验测试，反驳了爱因斯坦关于所谓隐藏变量的说法。 因此，人们普遍认为，信息确实在纠缠粒子之间传播，可能比光传播的速度更快。 据我们所知，时间是不存在的 纠缠粒子 （4）。
2013 年，由耶路撒冷的 Eli Megidish 领导的希伯来大学的一组物理学家报告说，他们成功地纠缠了不及时共存的光子。 首先，在第一步中，他们创造了一对纠缠的光子，1-2。 此后不久，他们测量了光子 1 的偏振（描述光振荡方向的属性）——从而“杀死”它（第二阶段）。 光子 2 被送去旅行，形成了一个新的纠缠对 3-4（步骤 III）。 然后测量光子 3 和行进光子 2，使得纠缠系数从旧对（1-2 和 3-4）“改变”到新的组合 2-3（步骤 IV）。 一段时间后（阶段 V）测量唯一幸存光子 4 的极性，并将结果与长死光子 1 的极化（回到阶段 II）进行比较。 结果？ 数据揭示了光子 1 和 4 之间存在“暂时非局部”的量子相关性。 这意味着纠缠可能发生在两个从未在时间上共存过的量子系统中。
Megidish 和他的同事不禁猜测对他们的结果的可能解释。 也许步骤 II 中光子 1 的极化测量以某种方式引导了 4 的未来极化，或者步骤 V 中光子 4 的极化测量以某种方式重写了光子 1 的先前极化状态。向前和向后，量子相关传播到一个光子的死亡和另一个光子的诞生之间的因果空白。
这在宏观上意味着什么？ 科学家们在讨论可能的影响时，谈到了我们对星光的观察以某种方式决定了 9 亿年前光子偏振的可能性。
一对美国和加拿大的物理学家，加利福尼亚州查普曼大学的 Matthew S. Leifer 和安大略省 Perimeter 理论物理研究所的 Matthew F. Pusey 几年前注意到，如果我们不坚持爱因斯坦的事实。 对粒子进行的测量可以反映过去和未来，这在这种情况下变得无关紧要。 在重新制定了一些基本假设后，科学家们根据贝尔定理开发了一个模型，其中空间转化为时间。 他们的计算显示了为什么，假设时间总是在前面，我们会因矛盾而跌跌撞撞。
根据 Carl Rovelli 的说法，我们人类对时间的感知与热能的行为有着千丝万缕的联系。 为什么我们只知道过去而不知道未来？ 根据科学家的说法，关键是， 热量从较热的物体单向流动到较冷的物体. 将一块冰块扔进一杯热咖啡中可以冷却咖啡。 但这个过程是不可逆的。 人，作为一种“热力机器”，顺着这支时间之箭，无法理解另一个方向。 “但如果我观察一个微观状态，”罗维利写道，“过去和未来之间的区别就消失了……在事物的基本语法中，因果之间没有区别。”
以量子分数测量的时间
或者也许时间可以量化？ 最近出现的一个新理论表明，可以想象的最小时间间隔不能超过十亿分之一秒的百万分之一。 该理论遵循的概念至少是手表的基本属性。 根据理论家的说法，这种推理的结果可以帮助创建“万物理论”。
量子时间的概念并不新鲜。 量子引力模型 建议将时间量化并具有一定的滴答率。 这个滴答周期是通用的最小单位，任何时间维度都不能小于这个。 就好像宇宙的基础上有一个场，它决定了其中所有事物的最小速度，从而为其他粒子提供了质量。 就这个通用时钟而言，“它不会给出质量，而是给出时间，”一位提议将时间量子化的物理学家 Martin Bojowald 解释说。
通过模拟这样一个通用时钟，他和他在美国宾夕法尼亚州立大学的同事表明，这将对人造原子钟产生影响，人造原子钟利用原子振动产生已知的最准确结果。 时间测量. 根据该模型，原子钟 (5) 有时与通用时钟不同步。 这会将时间测量的准确性限制为单个原子钟，这意味着两个不同的原子钟最终可能与经过的周期长度不匹配。 鉴于我们最好的原子钟彼此一致，并且可以测量低至 10-19 秒或十亿分之一秒的十分之一，基本时间单位不能超过 10-33 秒。 这些是 2020 年 XNUMX 月发表在《物理评论快报》杂志上的一篇关于该理论的文章的结论。
5. 新加坡国立大学的镥原子钟。
测试这种基本时间单位是否存在超出了我们目前的技术能力，但似乎仍然比测量普朗克时间（5,4 × 10-44 秒）更容易获得。
蝴蝶效应不成立！
将时间从量子世界中移除或量化可能会产生有趣的结果，但老实说，流行的想象力是由其他东西驱动的，即时间旅行。
大约一年前，康涅狄格大学物理学教授 Ronald Mallett 告诉 CNN，他写了一个科学方程式，可以用作 实时机器. 他甚至建造了一个装置来说明该理论的一个关键要素。 他认为理论上是可行的 把时间变成一个循环这将允许时间旅行到过去。 他甚至建造了一个原型，展示了激光如何帮助实现这一目标。 应该指出的是，马利特的同事们并不相信他的时间机器会成为现实。 甚至马利特也承认他的想法在这一点上完全是理论上的。
2019 年底，《新科学家》报道称，加拿大周界研究所的物理学家 Barak Shoshani 和 Jacob Hauser 描述了一种解决方案，理论上一个人可以从一个 新闻提要 到第二个，通过 通过一个洞 时空 或隧道，正如他们所说，“在数学上是可能的”。 这个模型假设我们可以在不同的平行宇宙中旅行，并且有一个严重的缺点——时间旅行不会影响旅行者自己的时间线。 通过这种方式，您可以影响其他连续体，但我们开始旅程的那个连续体保持不变。
既然我们处于时空连续体中，那么在 量子计算机 为了模拟时间旅行，科学家最近证明在量子领域不存在许多科幻电影和书籍中出现的“蝴蝶效应”。 在量子水平的实验中，受损，看似几乎没有变化，就好像现实会自愈一样。 今年夏天，一篇关于这个主题的论文发表在《物理评论快报》上。 “在量子计算机上，无论是模拟时间上的相反演化，还是模拟将过程移回过去的过程，都没有问题，”洛斯阿拉莫斯国家实验室的理论物理学家 Mikolay Sinitsyn 解释道，他的合作伙伴是该研究的作者。 工作。 “如果我们回到过去，增加一些破坏并返回，我们真的可以看到复杂的量子世界会发生什么。 我们发现我们的原始世界幸存了下来，这意味着量子力学中不存在蝴蝶效应。”
这对我们来说是一个很大的打击，但对我们来说也是一个好消息。 时空连续体保持完整性，不允许微小的变化破坏它。 为什么？ 这是一个有趣的问题，但与时间本身略有不同。
