- DMN inf.
- Teksto dydis:
- Spausdinti
Fizikos dėsniai galiotų lygiai taip pat, net jei matematiškai pakeistume laiko tėkmės kryptį, tačiau kodėl realiame gyvenime karšta kava niekada „neatsimaišo“ nuo šalto pieno? Gali būti, jog Italijos Pavia universiteto fizikui Lorenzo Maccone pavyko paaiškinti tokį laiko „judėjimo“ kryptingumą.
Seniai žinoma, jog dauguma fizikos dėsnių yra invariantiški laiko tėkmės ženklo pakeitimui iš „t“ į „–t“ — kitaip tariant, galioja fizikinė laiko simetrija. Tačiau kasdieniniame gyvenime mes susiduriame su tuo, kad laikas vis gi turi tam tikrą apibrėžtą kryptį, t.y. įvykiai seka vienas paskui kitą ir egzistuoja priežasties ir pasekmės samprata. Tai patvirtina ir daugelis eksperimentų, rašo technologijos.lt.
Pavyzdžiui, termodinamikoje uždara sistema siekia pereiti į maksimalios entropijos būseną (entropija yra terminas negrįžtamam energijos išsklaidymui apibūdinti). Todėl visos fizikinių sistemų būsenos keičiasi išskirtinai entropijos didėjimo kryptimi.
Praėjusių metų rugpjūčio 21 dieną žurnale „Physical Review Letters“ publikuotame straipsnyje italų teoretikas pasiūlė naują būdą šiam akivaizdžiam fizikinių dėsnių simetrijos laiko atžvilgiu ir realybėje stebimos į priekį bėgančio laiko tėkmės konfliktui paaiškinti. Šiam tikslui L. Maccone pasitelkė kvantinės mechanikos analogiją termodinamikai ir panaudojo vadinamosios informacinės entropijos sąvoką, kuri apibūdina informacijos chaotiškumą.
Žvelgiant iš kvantinių pozicijų, Visatos entropiją didinantys įvykiai jų vyksmo aplinkoje palieka savo informacinius „pėdsakus“. Mokslininkas teigia, jog „atgal“ laiko ašimi einantys (t.y. mažinantys entropiją) įvykiai yra įmanomi, tačiau jie aplinkoje negali palikti jokios informacijos apie save. O tai L. Maccone žodžiais yra neatskiriama nuo įvykių, kurie niekada ir neįvyko.
Žvelgiant iš termodinamikos pozicijų, kai susijungia du nevienodų temperatūrų kūnai, tarp jų atsiranda energijos tėkmė, ir energija persiskirsto tol, kol kūnų temperatūros susivienodina. Tokia šilumos difuzija žymi entropijos didėjimą. Kaip mums žinoma, šiluma praktikoje niekada spontaniškai nepereina atvirkštine kryptimi, iš šalto į šiltą, ir Visatos entropija visada tik didėja.
Laiko krypties pakeitimas būtų ekvivalentus entropijos mažinimui. Tai prilygtų tokiam reiškiniui, kai vienodos temperatūros kūnas pats savaime vienoje pusėje atšaltų, kitoje – sušiltų. Dar XIX amžiuje buvo apmąstyta teorija apie tai, kad tokį šilumos atskyrimą dujose pavyktų atlikti tuo atveju, jei egzistuotų įrenginys, galintis atskirti didelės ir mažos energijos molekules. Tačiau tam įrenginys iš esmės turėtų „žinoti“ kiekvienos molekulės padėtį erdvėje ir greitį. Be to, veiksmui atlikti jis pats turėtų sunaudoti energiją, taip padidindamas savo paties, ir kartu visos Visatos entropiją.
Kvantiniame pasaulyje entropiją mažinantis įrenginys turėtų atlikti kitokį veiksmą. Kvantinėje mechanikoje entropijos analogas yra ne šiluma, persiskirstanti pasikeitus entropijai, o informacija. L. Maccone savo idėjai paaiškinti sugalvojo teorinį eksperimentą, iliustruojantį, kas galėtų įvykti mažinant kvantinę entropiją.
Įsivaizduokime, jog eksperimentatorė Alisa išmatuoja jos kolegos iš kitos laboratorijos – Bobo – atsiųsto atomo sukinį (kvantinę būseną). Bobo laboratorija yra visiškai izoliuota nuo Alisos laboratorijos. Iš Alisos perspektyvos, jos laboratorija iš išorės gauna vieną bitą informacijos, kuris yra nukopijuojamas į jos atmintį ir įrašomas į kompiuterio diską. Jos požiūriu, tokia informacijos tėkmė iš atomo į laboratoriją didina informacinę entropiją.
L. Maccone teigimu, kadangi Bobas nemato rezultato, jo požiūriu atomo būsena lieka nežinoma ir vietoj to tampa susieta su bendra laboratorijos kvantine būsena nežinomu dėsniu. Jis nemato jokios informacijos tėkmės ir jokio entropijos pokyčio.
Įsivaizduokime, kad Bobas gali visiškai kontroliuoti Alisos laboratorijos būseną. Norėdamas sumažinti jos požiūriu suvokiamą entropiją, Bobas pakeičia šio informacijos bito tėkmę – ištrina įrašus apie atomo sukinį iš Alisos atminties ir kietojo disko, atsiedamas laboratorijos kvantinę būseną nuo atomo būsenos.
L. Maccone teigia, jog toks situacijos „apsukimas“ neprieštarauja jokiems kvantinės fizikos dėsniams. Bobo požiūriu, bendra kvantinė atomo ir Alisos laboratorijos informacija išlieka ta pati, nežiūrint, ar atomas ir laboratorija yra kvantiškai susieti ar ne.
Todėl žvelgiant iš išorės laboratorijoje nėra jokio entropijos pokyčio. Tokie „apsukimai“ galėtų vykti ir realiame gyvenime, sako mokslininkas. Tačiau kadangi Visatoje – panašiai kaip ir Alisos atmintyje – neliktų jokios informacijos apie tokį atsitikimą, mūsų suvokimas apie mus supantį pasaulį taip pat nepakistų. Savo straipsnyje jis tai pagrindžia matematiškai.
Tiesa, su tokiu požiūriu sutinka ne visi mokslininkai. Nyderlandų Utrechto universiteto fizikas Josas Uffinkas linkęs priimti kai kuriuos darbo aspektus, tačiau visiškai tuo nėra įtikintas. „Įvykdžius entropijos mažinimo veiksmą, stebėtojo atmintyje galėtų išlikti dalinis prisiminimas apie įvykį“, - sako specialistas. Nepaisant to, jis straipsnį įvardija kaip originalų, o jo išvadas – įdomiomis.
NAUJAUSI KOMENTARAI
SUSIJĘ STRAIPSNIAI
-
Įspėjamieji pranešimai telefone: kodėl gauna ne visi?9
Ne visi gyventojai gauna įspėjamuosius pranešimus. Net ir tada, kai jiems tai gali būti gyvybiškai svarbu – pavyzdžiui, kad netoliese dega daugiabutis, artėja orų stichija ar kokia nelaimė Astravo atominėje elektrinėje. Apie tai, k...
-
Astronomai atrado didžiausią juodąją skylę Paukščių take
Antradienį paskelbtame moksliniame darbe nurodoma, kad astronomai nustatė didžiausią ligi šiol atrastą juodąją skylę Paukščių take, kurios masė ura 33 kartų didesnė nei Saulės. ...
-
Išvyskite: kaip atrodė Saulės užtemimas iš kosmoso
Pirmadienį įvyko retas ir visiškas Saulės užtemimas, kuris praslinko per Šiaurės Ameriką. Mokslininkai sako, kad dėl šio užtemimo galės surinkti neįkainojamų duomenų apie daugelį dalykų – nuo saulės atmosferos iki keis...
-
Rusija jau antrą dieną iš eilės atšaukė raketos paleidimą15
Trečiadienį, jau antrą dieną iš eilės, Rusija paskutinę minutę atšaukė raketos paleidimą. Tai dar viena šalies kosmoso programos nesėkmė. ...
-
Būdamas 96-erių mirė Nobelio premijos laureatas britų fizikas P. Higgsas
Būdamas 96-erių mirė britų fizikas Peteris Higgsas (Piteris Higsas), laimėjęs Nobelio premiją už „dieviškosios dalelės“ – Higso bozono, paaiškinančios masės egzistavimą – atradimą, antradienį pranešė ...
-
Medikus keičia dirbtinis intelektas: užstrigus kamerai – gyvybę kainuojančios klaidos?2
Rastas receptas, kaip užpildyti trūkstamas medikų darbo vietas. Taivane žmonių gyvybes gelbėja bei sveikata rūpinasi robotai ir dirbtinis intelektas. Tačiau tokia technika kol kas visiškai pasitikėti negalima. Ji jau padarė gyvybę kainuojan...
-
„Tesla“ planuoja rugpjūtį pristatyti robotaksi1
Elonas Muskas (Ilonas Maskas) pranešė, kad jo kontroliuojama elektromobilių gamintoja „Tesla“ šią vasarą pristatys robotaksi, o ši žinia pasirodė tuo metu, kai savavaldžių transporto priemonių diegimas dėl saugumo pro...
-
Iš orbitinės stoties į Žemę sugrįžo amerikietė, baltarusė ir rusas6
Iš Tarptautinės kosminės stoties (TKS) į Žemę sugrįžo amerikiečių astronautė Loral O'Hara, baltarusė Marina Vasilevskaja ir rusų kosmonautas Olegas Novickis. Juos parskraidinusi „Sojuz“ kapsulė nusileido Kazachstano stepėje...
-
Kova su piratavimu Lietuvoje: ar pasiteisino įvestos baudos?4
Norintiems piratauti Lietuvoje tampa vis sunkiau. Lietuvos radijo ir televizijos komisija (LRTK) sako, kad pernai įvestos baudos pažeidėjus pamažu atbaido. ...
-
Pirmieji telefonai: tokių dabar tikrai nesinešiotumėte rankinėje15
Mobilųjį telefoną dabar turi kone kiekvienas. Telefonu žmonės ne tik skambina ar rašo žinutes, dažniausiai telefonas atstoja kur kas daugiau prietaisų. Jame integruota kamera, navigacija ir kitos plačiai naudojamos programos. Balandžio 3-ąj...