Учёный собрал маленькую Вселенную — и вскоре внутри произошло нечто странное

Физику Джованни Баронтини понадобились 24 тысячи атомов рубидия, несколько лазеров и лаборатория.

Разумеется, настоящую Вселенную учёный не построил. Он создал её крошечную квантовую модель, внутри которой можно было проверить один из самых странных вопросов современной физики: обязательно ли время существует само по себе или оно появляется лишь тогда, когда что-то начинает меняться.

Атомы охладили почти до абсолютного нуля. В таких условиях они начинают вести себя не как отдельные частицы, а как единое квантовое облако.

Получившуюся систему тщательно изолировали от внешнего мира и разделили лазерным барьером на две области. Одну учёный мог наблюдать, другую оставил скрытой.

Так на лабораторном столе появилась мини-вселенная со своей видимой и невидимой частями.

Затем видимая область начала расширяться и сжиматься. Происходящее напоминало упрощённую космическую драму: сначала подобие Большого взрыва, затем обратное движение к Большому сжатию. Причём такой цикл повторялся несколько раз.

Но самым интересным оказалось не это.

Учёный смог определить, какое событие произошло раньше, а какое позже, вообще не сверяясь с лабораторными часами.

Роль часов взяли на себя сами атомы.

Часть частиц переходила между видимой и скрытой областями. Их распределение менялось, а вместе с ним росла энтропия, которую упрощённо можно назвать мерой беспорядка внутри системы.

По этим изменениям оказалось возможно восстановить последовательность происходившего.

Иными словами, внутри маленькой Вселенной появилась собственная шкала времени. Она возникла не потому, что рядом тикали часы, а потому, что состояние системы менялось.

Исследователь назвал это энтропийным временем.

Оно двигалось только в одном направлении и позволяло расставлять события по порядку даже тогда, когда модель несколько раз расширялась и сжималась.

Более того, скорость этого внутреннего времени можно было менять. Когда атомы быстрее перераспределялись между двумя областями, время ускорялось. Когда процесс замедлялся, оно тоже шло медленнее.

А если распределение частиц переставало меняться, время внутри модели фактически останавливалось.

Это не означает, что учёные нашли кнопку, способную остановить время в нашей комнате. Люди, столы и неоплаченные счета никуда не исчезнут, если переставить лазер в лаборатории.

Эксперимент проверяет гораздо более фундаментальную идею.

В некоторых теориях квантовой гравитации у Вселенной нет внешних часов. Невозможно посмотреть на неё со стороны и сказать, сколько времени прошло, потому что никакого «снаружи» для всей Вселенной не существует.

Тогда время приходится определять через отношения между событиями внутри неё.

Опыт с холодными атомами впервые позволил проверить подобную идею в контролируемой лабораторной системе. Расчёты показали, что даже привычные уравнения квантовой механики можно переписать, используя возникшее внутри модели энтропийное время.

В будущем такую установку хотят использовать для моделирования процессов, связанных с ранней Вселенной, Большим взрывом, возможным Большим сжатием и даже искусственными аналогами чёрных дыр.

А пока результат выглядит почти неприлично красиво.

Физик собрал Вселенную из атомов, запустил в ней несколько маленьких концов света и обнаружил, что время способно завестись самостоятельно.