В надії відкрити джерело річки часу фізики з Університету Суррея, Томас Гаф, Чинтапаті Умашанкар Шастрі та Андреа Рокко шукали ознаки її існування в еквіваленті гарячої квантової ванни під безмежним простором вічності.
Попри це, вони не знайшли того, чого шукали, натомість підтвердили, що час рухається назад так само легко, як і вперед, в шумі квантової механіки. Однак уроки, які вони засвоїли, можуть одного дня розкрити, чому фізика наполягає на існуванні історії.
Використовуючи правильну термінологію, фізика в основному є симетричною щодо часу. Ми, ймовірно, ніколи не побачимо, як яйце відновлюється, або дуб повертається до жолудя, але коли більшість процесів спрощено до своїх фундаментальних законів, немає нічого, що визначало б, яка частина рівняння повинна бути пов’язана з минулим, а яка з майбутнім.
Існує безліч місць для пошуку підказок, чому минуле замкнене на місці. Космологи досліджували, як Всесвіт розширюється з стану низької ентропії в стан високої ентропії, наприклад. Квантові фізики дивувалися, чи не може це бути пов’язано з безкінечною мережею взаємодії частинок з навколишнім середовищем. Досі нічого не виділялося як чітке пояснення того, чому вимір часу має таку згуртованість.
Гаф, Шастрі та Рокко задавалися питанням, чи можуть рівняння руху в квантовій механіці приховувати спосіб, який робить повернення до минулого неможливим, діючи як вид реверсивного механізму, що гарантує, що закони системи не йдуть назад.
Вони використовували математичне наближення, відоме як ланцюг Маркова, для опису спрощеної моделі нагрітих частинок, що штовхаються в відкритому контейнері. Застосовуючи динаміку Маркова, де система не має пам’яті, окрім теперішнього моменту, кожен новий квантовий стан у системі залежав би лише від одного попереднього стану, що могло б означати односпрямований шлях у майбутнє або коливання, яке так само легко повертає частинки назад.
Незалежно від того, куди команда дивилася в рівняннях їх ванни, вони не знаходили ознак того, що симетрія обертання часу суперечить тому, як розвивається квантова активність, що означає, що “пам’ять” системи Маркова не має переваги щодо минулого чи майбутнього.
“Наші результати показують, що хоча наш досвід підказує, що час рухається лише в один бік, ми просто не усвідомлюємо, що протилежний напрямок був би так само можливий”, — каже Рокко.
Якщо час може коливатися вперед і назад на квантовому рівні, то на фізичному рівні, який ми досвідчуємо, це, безумовно, не відбувається. Реальна гаряча ванна під зорями гарантовано охолоне, оскільки енергія вивільняється в нескінченно розширюваний космос.
Тріо наполягає, що їхні результати ніяк не суперечать цьому закону термодинаміки. Адже деякі закони фізики справді незворотні. Однак перевертання стріли часу на квантовому рівні все ж призвело б до постійного охолодження, що свідчить про те, що немає нічого надзвичайного в одному напрямку в порівнянні з іншим на квантовому рівні, коли йдеться про термодинаміку.
Якщо це так, наш колективний досвід одностороннього руху часу може бути збалансований з іншого боку Великого вибуху другим шляхом, який також відноситься до космічного розширення та зростаючої енергії з квантової точки зору, що пам’ятає майбутнє так само, як і минуле.