Říše kvant řeší čas po svém. Kredit: Pixabay, CC0.

Fyzici celá staletí zápasí s konceptem šipky času. Jak je možné, že čas plyne jedním směrem, tedy z minulosti do budoucnosti? A co to vlastně je čas? Naše realita mluví dost jasně. Jenomže na úrovni rovnic a fyzikálních rovnic to není zdaleka tak jednoznačné. Ať šipka času míří dopředu či dozadu, rovnice jsou stejné.

Do křížku se záludnou šipkou času se nedávno pustil se svými kolegy kvantový fyzik Andrea Rocco z britské University of Surrey. Jak říká, naše realita nám přijde nevratná. Když rozlijeme mléko po stole, nehupsne zpátky do sklenice. Jsou ale také procesy, kde to nevypadá tak jednoduše. Například pohyb kyvadla, kde není tak snadné poznat, co se vlastně děje.

Andrea Rocco. Kredit: University of Surrey.

Problém je v tom, říká Rocco, že fyzikální zákony na základní úrovni reality připomínají spíš kyvadlo než mléko rozlité na stole. Příliš nepočítají s nevratnými procesy. S kolegy zkoumali, tedy teoreticky, jako Sheldon s Leonardem a jejich tabulemi, proč vlastně vnímáme čas jako jednosměrný a jak to souvisí s kvantovými systémy.

Logo. Kredit: University of Surrey.

Ať Roccův tým počítal, jak chtěl, a nejspíš při tom padlo hodně tabulí, kvantový systém se choval stejně, ať šipka času ukazovala dopředu nebo dozadu. Jejich výzkum matematicky podpořil myšlenku, že symetrie obrácení času, čili T-symetrie (time-reversal symmetry), funguje v otevřených kvantových systémech. Jinými slovy, šipka času tam není zabetonovaná jedním směrem.

Jak podotýká Roccův kolega Thomas Gut, překvapilo je, že se i po standardních zjednodušujících předpokladech pro výpočty otevřených kvantových systémů, se rovnice chovají stejně, ať šipka času ukazuje tím či oním směrem. Jak se zdá, v říši kvant je šipka času jako větrná korouhvička. Zápas fyziků s časem každopádně bude pokračovat. Nebo pokračoval?

Video: The Time-Reversibility Paradox - Why Time Flows Both Ways

Literatura

University of Surrey 13. 2. 2025.

Scientific Reports 15: 3658.