فیزیک‌دانی یک کیهان کوچک می‌سازد و پدیدار شدن زمان را بدون ساعت مشاهده می‌کند

پروفسور جیووانی بارونتینی، فیزیک‌دان دانشگاه بیرمنگام، در آزمایشگاه یک کیهان کوچک ساخت و از آن برای مشاهدهٔ پدیدار شدن زمان استفاده کرد. او ابری متشکل از حدود ۲۴٬۰۰۰ اتم را تا چند میلیاردم درجه بالاتر از صفر مطلق خنک کرد؛ جایی که اثرات کوانتومی به‌طور ویژه برجسته می‌شوند.

این سیستم با دو پرتو لیزر به یک ناحیهٔ روشن و رصدشده و یک ناحیهٔ تاریک و رصدنشده تقسیم شد و به‌گونه‌ای طراحی شد که منبسط و سپس منقبض شود — شبیه‌سازی‌ای ناقص از یک «بیگ‌بنگ» و یک «بیگ‌کرانچ».

بارونتینی با پیگیری نحوهٔ توزیع مجدد اتم‌ها میان این دو ناحیه در این سیستم کوانتومی ایزوله، معیاری درونی برای پیشرفت شناسایی کرد که آن را «زمان آنتروپیک» می‌نامد؛ این معیار همواره در یک جهت ثابت حرکت می‌کند و می‌تواند رویدادها را بدون استناد به هیچ ساعت بیرونی، در ترتیب درست خود قرار دهد.

بارونتینی گفت این پژوهش نشان می‌دهد که «زمان را می‌توان بر اساس تغییرات درون یک سیستم تعریف کرد، نه آن‌گونه که معمولاً آن را ساعتی بیرونی و تیک‌تاک‌کننده می‌پنداریم».

یافته‌ها که در نشریهٔ Physical Review Research منتشر شده‌اند، نخستین شواهد تجربی کنترل‌شده را ارائه می‌دهند که نشان می‌دهد زمان را می‌توان با تغییرات درونی یک سیستم، به‌جای یک ساعت بیرونی، تعریف کرد؛ ایده‌ای که مستقیماً به نظریه‌های گرانش کوانتومی مربوط می‌شود، جایی که زمان به‌عنوان یک ویژگی ذاتی ظاهر نمی‌شود.

این آزمایش فیزیک را یک‌شبه بازنویسی نمی‌کند، اما یکی از روشن‌ترین نمایش‌های آزمایشگاهی تا امروز را ارائه می‌دهد که زمان ممکن است در نهایت پیامدِ فرایندهای فیزیکی باشد، نه علت آن‌ها.