Физики создали мини-вселенную из атомов для изучения времени

Учёные построили миниатюрную квантовую систему — «мини-вселенную» из ультрахолодных атомов, — которая воспроизводит некоторые свойства расширяющейся Вселенной и позволяет экспериментально изучать природу времени. Материал, описанный на Science Alert, показывает, как лабораторные аналоги космологических систем помогают проверять идеи, недоступные наблюдательной астрономии.

Как это работает

Исследователи охладили облако атомов до температуры вблизи абсолютного нуля и поместили его в оптическую ловушку, параметры которой имитируют расширение пространства. Атомы в такой системе ведут себя по законам, математически аналогичным законам, управляющим расширением Вселенной. Это позволяет изучать поведение «стрелы времени» — почему время течёт в одном направлении — в контролируемых условиях.

Что удалось выяснить

Эксперимент дал несколько результатов:

• Стрела времени в мини-вселенной возникает естественно — без необходимости «вкладывать» её в начальные условия.
• Энтропия — мера беспорядка — растёт в направлении расширения, что согласуется с космологическими моделями.
• Результаты ограничивают класс теорий, в которых время может быть обратимо на квантовом уровне.

Читайте также по теме: квантовых фазах и фундаментальной физике.

Для фундаментальной физики мини-вселенная — не игрушка, а инструмент: она позволяет «запускать» и «перезапускать» космологические процессы в лаборатории — роскошь, недоступная астрономам, наблюдающим единственную реальную Вселенную.