Rikicin lokaci

Lokaci ya kasance matsala koyaushe. Na farko, yana da wahala har ma mafi ƙwararrun hankali su fahimci ainihin lokacin. A yau, lokacin da muke ganin cewa mun fahimci wannan har zuwa wani lokaci, mutane da yawa sun gaskata cewa idan ba tare da shi ba, a kalla a cikin al'ada, zai fi dacewa.

Isaac Newton ne ya rubuta. Ya yi imanin cewa lokaci za a iya fahimtar gaske ta hanyar lissafi kawai. A gare shi, cikakken lokaci mai girma guda ɗaya da jum'o'i mai girma uku na sararin samaniya sun kasance masu zaman kansu kuma daban-daban na ainihin haƙiƙa, kuma a kowane lokaci na cikakken lokaci, duk abubuwan da ke faruwa a sararin samaniya sun faru a lokaci ɗaya.

Tare da ka'idarsa ta musamman na alaƙa, Einstein ya kawar da manufar lokaci guda. Bisa ga ra'ayinsa, lokaci guda ba cikakkiyar dangantaka ba ce tsakanin abubuwan da suka faru: abin da ke lokaci guda a cikin wani tsari guda ɗaya ba zai zama dole ba a lokaci guda a cikin wani.

Misalin fahimtar Einstein game da lokaci shine muon daga hasken sararin samaniya. Barbashi na subatomic mara ƙarfi ne mai matsakaicin rayuwa na 2,2 microse seconds. Yana samuwa a cikin yanayi na sama, kuma ko da yake muna sa ran zai yi tafiyar mita 660 kacal (a cikin saurin haske 300 km/s) kafin ya tarwatse, tasirin dilation na lokaci yana ba da damar muons na sararin samaniya suyi tafiya fiye da kilomita 000 zuwa saman duniya. da ƙari. . A cikin firam ɗin tunani tare da Duniya, muons suna rayuwa tsawon lokaci saboda babban saurin su.

A cikin 1907, tsohon malamin Einstein Hermann Minkowski ya gabatar da sarari da lokaci kamar. Spacetime yayi kama da yanayin da barbashi ke motsawa a sararin samaniya dangane da juna. Koyaya, wannan sigar ta sararin samaniya bai cika ba (duba kuma: ). Bai haɗa da nauyi ba har sai Einstein ya gabatar da alaƙa gabaɗaya a cikin 1916. Samfurin lokaci-lokaci yana ci gaba, santsi, karkace da gurɓatacce ta kasancewar kwayoyin halitta da makamashi (2). Gravity shi ne karkatar da sararin samaniya, wanda manyan jiki da sauran nau'ikan makamashi ke haifarwa, wanda ke ƙayyade hanyar da abubuwa ke bi. Wannan curvature yana da ƙarfi, yana motsi yayin da abubuwa ke motsawa. Kamar yadda masanin kimiyya John Wheeler ya ce, "Spacetime yana daukar nauyin taro ta hanyar gaya masa yadda ake motsawa, kuma taro yana ɗaukar lokacin sararin samaniya ta hanyar gaya masa yadda ake lankwasa."

2. Lokacin sararin samaniya na Einstein

Lokaci da duniya kididdiga

Gabaɗaya ka'idar alaƙa tana ɗaukar tafiyar lokaci a matsayin ci gaba da dangi, kuma tana ɗaukar tafiyar lokaci a matsayin duniya kuma cikakke a cikin yanki da aka zaɓa. A cikin 60s, yunƙurin nasara na haɗa ra'ayoyin da ba su dace ba a baya, injiniyoyi na ƙididdigewa da alaƙa gabaɗaya ya haifar da abin da aka sani da equation Wheeler-DeWitt, mataki zuwa ga ka'idar. yawan nauyi. Wannan lissafin ya warware matsala ɗaya amma ya haifar da wata. Lokaci ba ya taka rawa a cikin wannan lissafin. Hakan ya haifar da cece-kuce a tsakanin masana kimiyyar lissafi, wanda suka kira matsalar lokaci.

Carlo Rovelli (3), masanin ilimin kimiyyar lissafi na zamani na Italiya yana da tabbataccen ra'ayi akan wannan batu. ", ya rubuta a cikin littafin "Sirrin Lokaci".

3. Carlo Rovelli da littafinsa

Waɗanda suka yarda da fassarar Copenhagen na injiniyoyin ƙididdiga sun yi imanin cewa matakan ƙididdigewa suna yin biyayya ga ma'auni na Schrödinger, wanda yake daidai da lokaci kuma yana tasowa daga rushewar igiyar ruwa na wani aiki. A cikin juzu'in inji na entropy, lokacin da entropy ya canza, ba zafi ne ke gudana ba, amma bayanai. Wasu masana kimiyyar lissafi suna da'awar cewa sun samo asalin kibiya ta lokaci. Sun ce makamashi yana tarwatsewa kuma abubuwa suna daidaitawa saboda ɓangarorin farko suna haɗuwa tare yayin da suke mu'amala a cikin nau'i na "ƙirar ƙima." Einstein, tare da abokan aikinsa Podolsky da Rosen, sun ga wannan hali ba zai yiwu ba saboda ya saba wa ra'ayi na gaskiya na gida na dalili. Ta yaya barbashi da ke nesa da juna za su yi mu'amala da juna lokaci guda, in ji su.

A cikin 1964, ya ƙirƙira gwajin gwaji wanda ya karyata da'awar Einstein game da abin da ake kira ɓoyayyiyar canji. Don haka, an yi imani da cewa bayanai na tafiya tsakanin ɓangarorin da ke daure, mai yuwuwa cikin sauri fiye da yadda haske ke iya tafiya. Kamar yadda muka sani, lokaci bai wanzu ba hade barbashi (4).

Wasu gungun masana kimiyyar lissafi a jami’ar Hebrew karkashin jagorancin Eli Megidish da ke birnin Kudus sun ba da rahoto a shekara ta 2013 cewa sun yi nasarar shigar da photon da ba su kasance tare cikin lokaci ba. Na farko, a mataki na farko, sun ƙirƙiri wani nau'i na photon da aka makale, 1-2. Ba da da ewa ba, sun auna polarization na photon 1 (wani dukiya da ke kwatanta jagorancin da haske ke motsawa) - don haka "kashe" shi (mataki II). An aika Photon 2 a kan tafiya, kuma an kafa sabon nau'i-nau'i 3-4 (mataki III). An auna Photon 3 tare da photon 2 mai tafiya ta yadda ma'aunin haɗin gwiwa ya "canza" daga tsoffin nau'i-nau'i (1-2 da 3-4) zuwa sabon haɗuwa 2-3 (mataki IV). Wani lokaci daga baya (mataki V) ana auna polarity na photon 4 mai tsira kuma ana kwatanta sakamakon da polarization na photon 1 da ya daɗe (a baya a mataki na II). Sakamako? Bayanan sun nuna kasancewar haɗin ƙididdiga tsakanin photons 1 da 4, "marasa na ɗan lokaci". Wannan yana nufin cewa haɗuwa na iya faruwa a cikin tsarin ƙididdiga guda biyu waɗanda ba su taɓa kasancewa tare cikin lokaci ba.

Megiddish da abokan aikinsa ba za su iya taimakawa ba face hasashe game da yiwuwar fassarori na sakamakonsu. Watakila ma'aunin polarization na photon 1 a mataki na II ko ta yaya ya jagoranci polarization na gaba na 4, ko ma'aunin polarization na photon 4 a mataki na V ko ta yaya ya sake rubuta yanayin polarization na photon 1. A duka gaba da baya kwatance, adadi. dangantaka tana yaduwa zuwa rashin dalili tsakanin mutuwar photon daya da haihuwar wani.

Menene wannan ke nufi akan ma'aunin ma'auni? Masana kimiyya, suna tattaunawa game da abubuwan da zasu iya faruwa, suna magana game da yiwuwar cewa abubuwan da muka lura na hasken tauraro ko ta yaya ya nuna polarization na photon shekaru biliyan 9 da suka wuce.

Wasu masana kimiyyar lissafi na Amurka da Kanada, Matthew S. Leifer a Jami'ar Chapman a California da Matthew F. Pusey a Cibiyar Perimeter for Theoretical Physics a Ontario, sun lura 'yan shekarun da suka gabata cewa idan ba mu tsaya ga gaskiyar cewa Einstein ba. Ana iya nuna ma'auni da aka yi akan barbashi a baya da kuma gaba, wanda ba shi da mahimmanci a cikin wannan yanayin. Bayan sake fasalin wasu zato na asali, masana kimiyya sun kirkiro wani tsari bisa ka'idar Bell wanda a cikinsa ake canza sararin samaniya zuwa lokaci. Ƙididdigarsu ta nuna dalilin da ya sa, idan muka ɗauka cewa lokaci yana gaba, muna yin tuntuɓe saboda sabani.

A cewar Carl Rovelli, ra'ayinmu na ɗan adam game da lokaci yana da alaƙa da alaƙa da yadda makamashin thermal ke aiki. Me ya sa muka san abin da ya gabata kawai ba na gaba ba? Makullin, a cewar masanin kimiyya, Gudun zafi na unidirectional daga abubuwa masu zafi zuwa mafi sanyi. Wani ice cube da aka jefa a cikin kofi mai zafi yana sanyaya kofi. Amma tsarin ba zai iya jurewa ba. Mutum, a matsayin nau'in "na'ura mai zafi", yana bin wannan kibiya na lokaci kuma ya kasa fahimtar wata hanya. Rovelli ya rubuta: "Amma idan na lura da yanayin da ba a iya gani ba, bambanci tsakanin abin da ya gabata da na gaba ya ɓace…

Lokacin da aka auna a cikin juzu'i masu yawa

Ko wataƙila za a iya ƙididdige lokaci? Sabuwar ka'idar da ta fito kwanan nan ta nuna cewa mafi ƙarancin tazarar lokaci ba zai iya wuce miliyan ɗaya na biliyan biliyan na daƙiƙa ɗaya ba. Ka'idar tana bin ra'ayi wanda shine aƙalla ainihin kayan agogon. A cewar masana, sakamakon wannan tunani zai iya taimakawa wajen haifar da "ka'idar komai".

Ma'anar lokacin jimla ba sabon abu ba ne. Samfurin ma'aunin nauyi yana ba da shawarar cewa a ƙididdige lokaci kuma a sami ƙayyadadden ƙimar kaska. Wannan zagayowar ticking shine mafi ƙarancin naúrar duniya, kuma babu girman lokaci da zai iya zama ƙasa da wannan. Zai zama kamar akwai filin a kafuwar sararin samaniya wanda ke ƙayyade mafi ƙarancin saurin motsi na duk abin da ke cikinsa, yana ba da taro ga sauran kwayoyin halitta. Game da wannan agogon duniya, “maimakon ba da taro, zai ba da lokaci,” in ji wani masanin kimiyyar lissafi da ya ba da shawarar ƙididdige lokaci, Martin Bojowald.

Ta hanyar kera irin wannan agogon duniya, shi da abokan aikinsa a Kwalejin Jihar Pennsylvania ta Amurka sun nuna cewa zai kawo sauyi a agogon atomic na wucin gadi, wanda ke amfani da girgizar atomic don samar da ingantaccen sakamako da aka sani. lokacin ma'auni. Bisa ga wannan ƙirar, agogon atomic (5) wani lokaci ba ya aiki tare da agogon duniya. Wannan zai iyakance daidaiton ma'aunin lokaci zuwa agogon atomic guda ɗaya, ma'ana cewa agogon atomic guda biyu daban-daban na iya ƙarewa ba su yi daidai da tsawon lokacin da ya wuce ba. Ganin cewa mafi kyawun agogon atomic ɗinmu sun yi daidai da juna kuma suna iya auna ticks zuwa daƙiƙa 10-19, ko kashi ɗaya bisa goma na biliyan biliyan na daƙiƙa, ainihin adadin lokacin ba zai iya zama fiye da daƙiƙa 10-33 ba. Waɗannan su ne ƙarshen labarin labarin kan wannan ka'idar da ta fito a watan Yuni 2020 a cikin Mujallar Physical Review Letters.

5. Agogon atomic na tushen Lutetium a Jami'ar Kasa ta Singapore.

Gwajin ko irin wannan rukunin tushe na lokaci ya wuce ƙarfin fasahar mu na yanzu, amma har yanzu da alama ya fi dacewa fiye da auna lokacin Planck, wanda shine 5,4 × 10-44 seconds.

Tasirin malam buɗe ido baya aiki!

Cire lokaci daga duniyar ƙididdiga ko ƙididdige shi na iya haifar da sakamako mai ban sha'awa, amma mu faɗi gaskiya, sanannen tunanin wani abu ne ke motsa shi, wato tafiyar lokaci.

Kimanin shekara guda da ta gabata, farfesa a fannin kimiyyar lissafi na Jami'ar Connecticut Ronald Mallett ya shaida wa CNN cewa ya rubuta lissafin ilimin kimiyya wanda za a iya amfani da shi a matsayin tushen. ainihin lokacin inji. Har ma ya gina na'ura don misalta wani muhimmin abu na ka'idar. Ya yi imanin cewa yana yiwuwa a ka'ida juya lokaci zuwa madaukiwanda zai ba da damar tafiya lokaci zuwa abubuwan da suka gabata. Har ma ya gina wani samfuri wanda ke nuna yadda na'urar laser za ta taimaka wajen cimma wannan burin. Ya kamata a lura cewa abokan aikin Mallett ba su da tabbacin cewa na'urar lokacinsa za ta kasance. Ko da Mallett ya yarda cewa ra'ayinsa gaba ɗaya ka'ida ce a wannan lokacin.

A ƙarshen 2019, New Scientist ya ba da rahoton cewa masana kimiyyar lissafi Barak Shoshani da Jacob Hauser na Cibiyar Perimeter a Kanada sun bayyana hanyar da mutum zai iya tafiya a zahiri daga daya. labaran abinci zuwa na biyu, wucewa ta rami a ciki sarari-lokaci ko rami, kamar yadda suke cewa, "mai yiwuwa ne ta hanyar lissafi". Wannan samfurin yana ɗauka cewa akwai nau'o'in halittu masu kama da juna waɗanda za mu iya tafiya a cikin su, kuma yana da matsala mai tsanani - tafiyar lokaci ba ta shafi nasu lokaci na matafiya ba. Ta wannan hanyar, zaku iya rinjayar sauran ci gaba, amma wanda muka fara tafiya ya kasance ba canzawa.

Kuma tunda muna cikin ci gaba na lokaci-lokaci, to tare da taimakon kwamfuta kwatance Don kwatanta tafiyar lokaci, masana kimiyya kwanan nan sun tabbatar da cewa babu "tasirin malam buɗe ido" a cikin daular kida, kamar yadda aka gani a yawancin fina-finai da littattafai na kimiyya. A cikin gwaje-gwaje a matakin ƙididdiga, lalacewa, da alama kusan ba canzawa, kamar dai gaskiyar ta warkar da kanta. Wata takarda kan batun ta bayyana wannan lokacin rani a cikin Haruffa na Bitar Hankali. Mikolay Sinitsyn, masanin kimiyyar lissafi a dakin gwaje-gwaje na kasa na Los Alamos da hadin gwiwa ya ce "A kan na'ura mai kwakwalwa, babu wata matsala ko dai ta hanyar kwaikwayon akasin juyin halitta a cikin lokaci, ko kuma tare da kwaikwayon tsarin tafiyar da tsarin zuwa baya." marubucin binciken. Aiki. "Da gaske za mu iya ganin abin da zai faru da hadadden duniya idan muka koma kan lokaci, mu kara lalacewa kuma mu koma. Mun gano cewa duniyarmu ta farko ta tsira, wanda ke nufin cewa babu wani tasirin malam buɗe ido a cikin injiniyoyi masu yawa."

Wannan babban rauni ne a gare mu, amma kuma albishir ne a gare mu. Ci gaba na lokaci-lokaci yana kiyaye mutunci, baya barin ƙananan canje-canje su lalata shi. Me yasa? Wannan tambaya ce mai ban sha'awa, amma batun ɗan bambanta fiye da lokacin kanta.