Tòimhseachan ùine

Tha ùine air a bhith na dhuilgheadas a-riamh. An toiseach, bha e duilich eadhon dha na h-inntinnean as soilleire a thuigsinn dè an ùine a bh’ ann dha-rìribh. An-diugh, nuair a tha e coltach dhuinn gu bheil sinn a 'tuigsinn seo gu ìre, tha mòran a' creidsinn às aonais, co-dhiù anns an t-seagh thraidiseanta, gum bi e nas cofhurtail.

" "Sgrìobhta le Isaac Newton. Bha e den bheachd nach gabhadh ùine a thuigsinn ach ann am matamataig. Dha, bha ùine iomlan aon-thaobhach agus geoimeatraidh trì-thaobhach na Cruinne-cè nan taobhan neo-eisimeileach agus eadar-dhealaichte de fhìrinn amas, agus aig gach àm de fhìor ùine thachair a h-uile tachartas anns a ’Chruinne-cè aig an aon àm.

Leis an teòiridh sònraichte aige air càirdeas, thug Einstein air falbh a 'bhun-bheachd air ùine aig an aon àm. A rèir a bheachd-smuain, chan e dàimh iomlan a th’ ann an co-aontachd eadar tachartasan: is dòcha nach bi na tha ann an aon fhrèam fiosrachaidh aig an aon àm ann an tè eile aig an aon àm.

Is e eisimpleir de thuigse Einstein air ùine am muon bho ghathan cosmach. Is e gràin subatomic neo-sheasmhach a th’ ann le beatha cuibheasach de 2,2 microseconds. Bidh e a’ cruthachadh san àile àrd, agus ged a tha sinn an dùil nach siubhail e ach 660 meatair (aig astar an t-solais 300 km/s) mus tèid e às a chèile, tha buaidhean dùnaidh ùine a’ leigeil le muons cosmic siubhal còrr air 000 cilemeatair gu uachdar na Talmhainn. agus nas fhaide. . Ann am frèam iomraidh leis an Talamh, bidh muons beò nas fhaide air sgàth cho luath sa tha iad.

Ann an 1907, thug Hermann Minkowski a bha na thidsear aig Einstein a-steach àite agus ùine mar. Bidh ùine fànais gad ghiùlan fhèin mar shealladh far am bi gràineanan a’ gluasad anns a’ chruinne-cè an coimeas ri chèile. Ach, bha an dreach seo de spacetime neo-choileanta (Faic cuideachd: ). Cha do ghabh e a-steach grabhataidh gus an tug Einstein a-steach càirdeas coitcheann ann an 1916. Tha aodach ùine-fànais leantainneach, rèidh, warped agus deformed le làthaireachd stuth agus lùth (2). Is e grabhataidh curvature na cruinne-cè, air adhbhrachadh le cuirp mòra agus seòrsachan lùth eile, a bhios a’ dearbhadh an t-slighe a ghabhas nithean. Tha an curvature seo fiùghantach, a’ gluasad mar a bhios nithean a’ gluasad. Mar a tha an eòlaiche fiosaig John Wheeler ag ràdh, “Bidh Spacetime a’ gabhail thairis aifreann le bhith ag innse mar a ghluaiseas tu, agus bidh aifreann a’ gabhail thairis ùine-fànais le bhith ag innse dha mar a lùbas e."

2. Àm-fànais Einstein

Uair agus an saoghal quantum

Tha teòiridh coitcheann co-sheòrsachd a’ beachdachadh air an ùine a tha a’ dol seachad a bhith leantainneach agus dàimheil, agus a’ beachdachadh air an ùine a tha air a dhol seachad a bhith uile-choitcheann agus iomlan anns an t-sreath taghte. Anns na 60n, dh’ adhbhraich oidhirp shoirbheachail air beachdan nach robh co-fhreagarrach roimhe seo, meacanaig cuantamach agus càirdeas coitcheann a thoirt còmhla, gu rud ris an canar co-aontar Wheeler-DeWitt, ceum a dh’ ionnsaigh teòiridh. cuantamach grabhataidh. Dh'fhuasgail an co-aontar seo aon duilgheadas ach chruthaich e duilgheadas eile. Chan eil ùine a’ cluich pàirt sam bith anns a’ cho-aontar seo. Tha seo air leantainn gu connspaid mhòr am measg luchd-fiosaig, ris an can iad duilgheadas ùine.

Carlo Rovelli (3), tha beachd cinnteach aig fiosaig teòiridheach Eadailteach an latha an-diugh air a’ chùis seo. ", sgrìobh e anns an leabhar "The Secret of Time".

3. Carlo Rovelli agus an leabhar aige

Tha an fheadhainn a tha ag aontachadh le mìneachadh Copenhagen air meacanaig cuantamach den bheachd gu bheil pròiseasan cuantamach a’ cumail ri co-aontar Schrödinger, a tha co-chothromach ann an ùine agus ag èirigh bho thuit tonn gnìomh. Anns an dreach meacanaigeach cuantamach de entropy, nuair a dh’ atharraicheas entropy, chan e teas a tha a’ sruthadh, ach fiosrachadh. Tha cuid de luchd-fiosaig cuantamach ag ràdh gun do lorg iad cò às a thàinig an t-saighead ùine. Tha iad ag ràdh gu bheil lùth a’ sgapadh agus nithean a’ co-thaobhadh leis gu bheil mìrean bunasach a’ ceangal nuair a bhios iad ag eadar-obrachadh ann an cruth “cuantamach sàthadh.” Bha Einstein, còmhla ri a cho-obraichean Podolsky agus Rosen, den bheachd gu robh an leithid de ghiùlan do-dhèanta leis gu robh e a’ dol an-aghaidh sealladh fìor ionadail adhbhar. Ciamar as urrainn do ghràineanan a tha fada bho chèile eadar-obrachadh le chèile aig an aon àm, dh’ fhaighnich iad.

Ann an 1964, leasaich e deuchainn deuchainneach a chuir an aghaidh tagraidhean Einstein mu chaochladairean falaichte ris an canar. Mar sin, thathas a’ creidsinn gu farsaing gu bheil fiosrachadh a’ siubhal eadar gràinean a tha ceangailte, is dòcha nas luaithe na as urrainn dha solas siubhal. Cho fad ‘s as aithne dhuinn, chan eil ùine ann airson mìrean ceangailte (4).

Dh’ innis buidheann de luchd-fiosaig aig an Oilthigh Eabhra air an stiùireadh le Eli Megidish ann an Ierusalem ann an 2013 gun robh iad air soirbheachadh le bhith a’ dol an sàs ann am photons nach robh beò ann an tìde. An toiseach, anns a 'chiad cheum, chruthaich iad paidhir de photons, 1-2. Goirid às deidh sin, thomhais iad polarachadh photon 1 (seilbh a tha a 'toirt cunntas air an stiùireadh anns a bheil solas a' oscillates) - mar sin "a 'marbhadh" e (ìre II). Chaidh Photon 2 a chuir air turas, agus chaidh paidhir ùr 3-4 a chruthachadh (ceum III). Chaidh Photon 3 an uairsin a thomhas còmhla ri photon siubhail 2 ann an dòigh a dh 'atharraich an co-èifeachd ceangail "bho na seann chàraidean (1-2 agus 3-4) chun an 2-3 ùr còmhla (ceum IV). Greis às deidh sin (ìre V) tha polarity an aon photon 4 a tha air fhàgail air a thomhas agus tha na toraidhean air an coimeas ri polarachadh an photon marbh fada 1 (air ais ann an ìre II). Toradh? Sheall an dàta gu robh co-dhàimhean cuantamach eadar photons 1 agus 4, “ùine neo-ionadail”. Tha seo a’ ciallachadh gum faod dol an sàs ann an dà shiostam cuantamach nach robh a-riamh ann an ùine.

Chan urrainn dha Megiddish agus a cho-obraichean cuideachadh ach beachdachadh air mìneachaidhean comasach air na co-dhùnaidhean aca. Is dòcha gu bheil tomhas polarachadh photon 1 ann an ceum II dòigh air choireigin a’ stiùireadh polarachadh 4 san àm ri teachd, no tha tomhas polarachadh photon 4 ann an ceum V ann an dòigh air choireigin ag ath-sgrìobhadh an staid polarachaidh aig photon 1 roimhe. don bheàrn adhbharach eadar bàs aon photon agus breith fear eile.

Dè tha seo a’ ciallachadh air sgèile macro? Bidh luchd-saidheans, a 'bruidhinn air a' bhuaidh a dh'fhaodadh a bhith ann, a 'bruidhinn air a' chomas a th 'ann gun robh na beachdan againn air solas an t-seòmair a' toirt buaidh air polarachadh photons o chionn 9 billean bliadhna.

Mhothaich paidhir de luchd-fiosaig Ameireaganach is Canèidianach, Matthew S. Leifer à Oilthigh Chapman ann an California agus Matthew F. Pusey bho Institiud Perimeter airson Fiosaig Teòiridheach ann an Ontario, beagan bhliadhnaichean air ais mura cùm sinn ris an fhìrinn sin Einstein. Faodar tomhasan a chaidh a dhèanamh air gràin a nochdadh san àm a dh’ fhalbh agus san àm ri teachd, a dh ’fhàsas neo-iomchaidh san t-suidheachadh seo. Às deidh dhaibh cuid de bharailean bunaiteach ath-leasachadh, leasaich an luchd-saidheans modal stèidhichte air teòirim Bell, anns a bheil àite air a thionndadh gu ùine. Tha an àireamhachadh aca a’ sealltainn carson, a’ gabhail ris gu bheil an ùine air thoiseach oirnn, gun tuit sinn thairis air contrarrachdan.

A rèir Carl Rovelli, tha ar tuigse daonna air ùine ceangailte gu dlùth ri mar a tha lùth teirmeach ga ghiùlan fhèin. Carson nach eil fios againn ach air an àm a dh’ fhalbh agus chan e an àm ri teachd? Tha an iuchair, a rèir an neach-saidheans, sruthadh teas aon-stiùiridh bho nithean nas blàithe gu feadhainn nas fhuaire. Bidh ciùb deighe air a thilgeil a-steach do chupa cofaidh teth a’ fuarachadh a’ chofaidh. Ach tha am pròiseas neo-atharrachail. Tha an duine, mar sheòrsa de "inneal thermodynamic", a 'leantainn an t-saighead ùine seo agus chan urrainn dha slighe eile a thuigsinn. “Ach ma choimheadas mi air staid mhiocroscopach,” sgrìobh Rovelli, “tha an diofar eadar àm a dh’ fhalbh agus san àm ri teachd a’ dol à sealladh… ann am bun-ghràmar rudan chan eil diofar eadar adhbhar agus buaidh.”

Ùine air a thomhas ann am bloighean cuantamach

No is dòcha gun gabh ùine a thomhas? Tha teòiridh ùr a thàinig am bàrr o chionn ghoirid a’ moladh nach urrainn don ùine as lugha a ghabhas smaoineachadh a bhith nas àirde na milleanamh de bhilleanamh de bhilleanamh de dhiog. Tha an teòiridh a 'leantainn bun-bheachd a tha co-dhiù na sheilbh bunaiteach aig uaireadair. A rèir teòirichean, faodaidh buaidh an reusanachaidh seo cuideachadh le bhith a 'cruthachadh "teòiridh a h-uile rud".

Chan eil bun-bheachd ùine quantum ùr. Modail de quantum gravity a’ moladh gun tèid an ùine a thomhas agus gum biodh ìre diog sònraichte ann. Is e an cearcall strìochag seo an aonad as ìsle uile-choitcheann, agus chan urrainn meud ùine sam bith a bhith nas lugha na seo. Bhiodh e mar gum biodh achadh aig bunait na cruinne-cè a bhios a’ dearbhadh an astar as lugha de gach nì a tha ann, a’ toirt tomad do ghràineanan eile. Ann an cùis a 'ghleoc uile-choitcheann seo, "an àite a bhith a' toirt seachad aifreann, bheir e ùine," mhìnich aon neach-fiosaig a tha a 'moladh ùine a thomhas, Martin Bojowald.

Le bhith a’ dèanamh atharrais air gleoc cho-choitcheann, sheall e fhèin agus a cho-obraichean aig Colaiste Stàite Pennsylvania anns na Stàitean Aonaichte gun dèanadh e eadar-dhealachadh air gleocaichean atamach fuadain, a bhios a’ cleachdadh crithean atamach gus na toraidhean as cinntiche a tha aithnichte a thoirt gu buil. tomhas ùine. A rèir a 'mhodail seo, uaireannan cha robh an cloc atamach (5) a' co-chòrdadh ris a 'ghleoc uile-choitcheann. Bhiodh seo a’ cuingealachadh cruinneas tomhais ùine gu aon ghleoc atamach, a’ ciallachadh gur dòcha nach biodh dà chloc atamach eadar-dhealaichte a’ freagairt ri fad na h-ùine a chaidh seachad. Leis gu bheil na clocaichean atamach as fheàrr againn co-chòrdail ri chèile agus gun urrainn dhaibh breaban a thomhas sìos gu 10-19 diogan, no aon deicheamh cuid de bhilleanamh de bhilleanamh de dhiog, chan urrainn don aonad ùine bunaiteach a bhith nas fhaide na 10-33 diogan. Is iad sin co-dhùnaidhean artaigil mun teòiridh seo a nochd san Ògmhios 2020 anns an iris Physical Review Letters.

5. Cloc atamach stèidhichte air lutetium aig Oilthigh Nàiseanta Singapore.

Tha a bhith a’ dèanamh deuchainn a bheil aonad ùine mar sin ann nas fhaide na na comasan teicneòlach a th’ againn an-dràsta, ach tha e coltach gu bheil e nas ruigsinniche fhathast na bhith a’ tomhas ùine Planck, is e sin 5,4 × 10–44 diogan.

Chan eil buaidh an dealan-dè ag obair!

Faodaidh buaidh inntinneach a bhith ann a bhith a’ toirt air falbh ùine bhon t-saoghal quantum no ga thomhas, ach leig leinn a bhith onarach, tha am mac-meanmna mòr-chòrdte air a stiùireadh le rudeigin eile, is e sin siubhal ùine.

O chionn timcheall air bliadhna, thuirt an t-ollamh fiosaig aig Oilthigh Connecticut Ronald Mallett ri CNN gun robh e air co-aontar saidheansail a sgrìobhadh a ghabhadh a chleachdadh mar bhunait airson inneal fìor-ùine. Thog e eadhon inneal gus prìomh eileamaid den teòiridh a nochdadh. Tha e den bheachd gu bheil e comasach gu teòiridheach tionndadh ùine gu lùba leigeadh le siubhal ùine chun àm a dh’ fhalbh. Thog e eadhon prototype a 'sealltainn mar a chuidicheas leusairean an amas seo a choileanadh. Bu chòir a thoirt fa-near nach eil co-obraichean Mallett cinnteach gun tig an inneal ùine aige gu buil. Tha eadhon Mallett ag aideachadh gu bheil a bheachd gu tur teòiridheach aig an ìre seo.

Aig deireadh 2019, thug an Neach-saidheans Ùr aithris gun tug an eòlaiche fiosaig Barak Shoshani agus Jacob Hauser bho Institiud Perimeter ann an Canada cunntas air fuasgladh anns am b ’urrainn do dhuine siubhal gu teòiridheach bho aon naidheachdan naidheachdan ris an dara fear, a' dol seachad tro tholl a-steach ùine-fànais no tunail, mar a chanas iad, “mathematically possible”. Tha am modail seo a 'gabhail ris gu bheil diofar chruinne-cè co-shìnte anns an urrainn dhuinn siubhal, agus tha fìor dhuilgheadas ann - chan eil siubhal ùine a' toirt buaidh air loidhne-tìm an luchd-siubhail fhèin. San dòigh seo, faodaidh tu buaidh a thoirt air leantainneachd eile, ach tha am fear às an do thòisich sinn air an turas fhathast gun atharrachadh.

Agus leis gu bheil sinn ann an continua ùine-fànais, an uairsin le cuideachadh bho coimpiutair quantum Gus atharrais air siubhal ùine, dhearbh luchd-saidheans o chionn ghoirid nach eil an “buaidh dealan-dè” a chithear ann am mòran fhilmichean agus leabhraichean sci-fi aig an rìoghachd quantum. Ann an deuchainnean aig ìre cuantamach, air a mhilleadh, a rèir coltais cha mhòr gun atharrachadh, mar gum biodh an fhìrinn ga shlànachadh fhèin. Nochd pàipear mun chuspair seo as t-samhradh ann an Litrichean Lèirmheas Psysical. “Air coimpiutair cuantamach, chan eil duilgheadas sam bith ann le bhith ag atharrais air an mean-fhàs eile ann an ùine, no le bhith ag atharrais air a’ phròiseas airson am pròiseas a ghluasad air ais chun àm a dh’ fhalbh, ”mhìnich Mikolay Sinitsyn, fiosaig teòiridheach aig Saotharlann Nàiseanta Los Alamos agus co-. ùghdar an sgrùdaidh. Obair. “Chì sinn dha-rìribh dè thachras don t-saoghal quantum iom-fhillte ma thèid sinn air ais ann an tìm, gun cuir sinn beagan milleadh ris agus gun tèid sinn air ais. Tha sinn a’ faighinn a-mach gu bheil an saoghal prìomhadail againn air a bhith beò, a tha a’ ciallachadh nach eil buaidh dealan-dè ann am meacanaig cuantamach.”

Is e buille mòr a tha seo dhuinn, ach cuideachd deagh naidheachd dhuinn. Bidh an leantainneachd ùine-fànais a’ cumail ionracas, gun a bhith a’ leigeil le atharrachaidhean beaga a sgrios. Carson? Is e ceist inntinneach a tha seo, ach cuspair beagan eadar-dhealaichte seach an ùine fhèin.