Σε ορισμένες θεωρίες που ενώνουν την κβαντομηχανική με τη βαρύτητα, ο χρόνος απουσιάζει εντελώς. Το σύμπαν περιγράφεται ως μια παγωμένη κβαντική κατάσταση. Αν όμως δεν υπάρχει ένα εξωτερικό ρολόι, πώς μπορούμε να εξηγήσουμε το ότι τα γεγονότα στην καθημερινότητά μας έχουν μια ξεκάθαρη σειρά και θυμόμαστε το παρελθόν, όχι όμως το μέλλον;
Το πείραμα με τα 24.000 άτομα και ο εντροπικός χρόνος
Ο φυσικός Τζιοβάνι Μπαροντίνι δημιούργησε ένα κβαντικό σύστημα 24.000 ατόμων, σε θερμοκρασία ελάχιστα πάνω από το απόλυτο μηδέν. Τα αποτελέσματα της έρευνάς του δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review Research με τίτλο «Testing the problem of time with cold atoms».
Με τη χρήση λέιζερ τα χώρισε σε δύο ζώνες, τη μία φωτεινή και παρατηρούμενη και την άλλη σκοτεινή. Στη συνέχεια, έβαλε τη φωτεινή ζώνη να διαστέλλεται και να συστέλλεται ρυθμικά, δημιουργώντας ουσιαστικά μια προσομοίωση της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang – διαστολή) και του Big Crunch (κατάρρευση).
Αντί όμως να χρησιμοποιήσουν το εξωτερικό ρολόι για να μπορέσουν να περιγράψουν τη χρονική εξέλιξη του συστήματος, οι ερευνητές παρακολούθησαν την εντροπία του φωτεινού τομέα και τις μεταβολές καθώς τα άτομα μετακινούνταν μεταξύ των δύο περιοχών. Με αυτόν τον τρόπο κατασκεύασαν μια εσωτερική μεταβλητή του χρόνου, τον λεγόμενο εντροπικό χρόνο (entropic time), ο οποίος έδειξε τρία χαρακτηριστικά.
Κινείται προς τα μπροστά, ακόμη και όταν το σύμπαν που δημιούργησαν συστελλόταν. Έχει μεταβλητή ταχύτητα, καθώς αν οι αλλαγές στο σύστημα επιταχύνονταν, ο χρόνος έτρεχε πιο γρήγορα. Τέλος, αν η διασπορά των ατόμων έμενε στάσιμη, ο χρόνος γι’ αυτό το σύστημα ουσιαστικά σταματούσε.
Τι σημαίνει η ανακάλυψη για τη φύση του χρόνου
Οι θεμελιώδεις εξισώσεις (όπως του Schrödinger) συνέχισαν να βγάζουν νόημα και να λειτουργούν, χρησιμοποιώντας αυτόν τον εσωτερικό, εντροπικό χρόνο αντί για τον συμβατικό χρόνο. Το πείραμα, αποδεικνύει, ότι η ροή του χρόνου μπορεί να γεννηθεί μέσα από τις εσωτερικές σχέσεις και τις αλλαγές της ύλης, δίνοντας στους επιστήμονες ένα νέο εργαλείο για να μελετήσουν ακραία φαινόμενα, όπως το πρώιμο σύμπαν ή οι μαύρες τρύπες.
