Хорошо, я должен рассказать вам о том, что полностью захватило моё воображение на этой неделе, и я думаю, вы почувствуете то же самое, когда я всё разложу по полочкам.
Вы знаете, как в фильмах путешествия во времени всегда связаны с каким-то космическим сбоем или неполадкой во Вселенной? Ну, оказывается, физики могли найти нечто подобное — только вместо DeLorean, разгоняющегося до 88 миль в час, речь идёт о крошечном, крошечном несовершенстве самого времени, которое возникает из странного мира квантовой механики.
Позвольте мне немного отступить и объяснить, почему это так круто.
Квантовый мир играет по другим правилам
Если вы когда-либо слышали, что квантовая физика странная, то это мягко говоря. В квантовом мире — царстве атомов и частиц — объекты могут существовать в так называемой «суперпозиции». Это означает, что частица может находиться в нескольких местах или состояниях одновременно, пока на неё не посмотрят.
Это похоже на монету, которая одновременно и орёл, и решка, пока вы не поймаете её в воздухе и не посмотрите вниз.
Когда мы измеряем или наблюдаем квантовую систему, эта суперпозиция «коллапсирует» в один определённый результат. Этот процесс называется коллапсом волновой функции, и он был стандартным объяснением в квантовой механике на протяжении десятилетий.
Но что, если коллапс происходит сам по себе?
Вот тут становится интересно. Некоторые физики исследуют смелую идею: что если коллапс волновой функции не требует наблюдателя или измерительного прибора вообще? Что если коллапс происходит спонтанно, как собственный способ природы принять решение?
Эти идеи называются моделями квантового коллапса, и они обсуждаются с 1980-х годов. Но недавно группа физиков решила отнестись к одной из этих моделей всерьёз — по-настоящему всерьёз — и задала вопрос, который я нахожу абсолютно восхитительным:
Что это будет означать для самого времени?
Эксперимент, который изменил всё (ну, почти всё)
Исследователи под руководством Николы Бортлотти из CREF в Риме внимательно изучили модель, разработанную Лайошем Диоши и сэром Роджером Пенроузом. Их идея предполагает, что гравитация может быть той таинственной силой, которая заставляет квантовые системы коллапсировать в определённые состояния. Представьте это как гравитацию, шепчущую частицам: «Эй, выбери уже что-нибудь одно».
Команда также изучила другой подход, называемый моделью непрерывной спонтанной локализации, и впервые обнаружила математическую связь между этой моделью и гравитационными флуктуациями в самом пространстве-времени.
И вот самая ошеломляющая часть: их расчёты предполагают, что если эти модели коллапса верны, то время будет иметь крошечную встроенную неопределённость. Не ту неопределённость, которая возникает из-за плохих часов или человеческой ошибки, а реальный фундаментальный предел, заложенный в ткань реальности.
Так... Мои часы врут?
Прежде чем вы начнёте волноваться, позвольте мне сообщить вам хорошие новости.
Эта неопределённость настолько невероятно мала, что это даже не смешно. По словам исследователя Каталины Курчану, речь идёт об эффекте, который «на много порядков ниже всего, что мы можем измерить в настоящее время».
Простым языком? Даже самые сложные атомные часы на Земле — те, которые отсчитывают время настолько точно, что ошибаются лишь примерно на одну секунду за 30 миллиардов лет, — даже не заметят этого сбоя.
«Это совершенно не имеет значения для повседневного отсчёта времени», — подтвердил другой исследователь. Ваши наручные часы, ваш телефон, будильник, ваши модные спутники GPS — всё в полной безопасности.
Так почему же это вообще важно?
Общая картина: почему это важно
Это открытие затрагивает одну из самых больших нерешённых загадок во всей физике: как согласовать квантовую механику с гравитацией?
Сейчас у нас есть две чрезвычайно успешные теории. Квантовая механика с