物理学家打造微型宇宙,观察时间在没有时钟的情况下自然浮现
由 AI 根据 sciencedaily.com 的报道撰写，未经人工核查。
伯明翰大学一名物理学家利用约2.4万个超冷原子构建了一个量子系统,时间在其中通过熵变化从内部自发产生,首次为时间本身如何产生提供了实验证据。
伯明翰大学物理学家乔瓦尼·巴龙蒂尼(Giovanni Barontini)教授在实验室中构建了一个微型宇宙,并借此观察时间的产生过程。他将一团约2.4万个原子的云冷却到绝对零度以上仅几十亿分之一度的极低温度,在这种状态下量子效应会变得格外显著。
该系统被两束激光分为一个明亮的、被观测的区域和一个黑暗的、未被观测的区域,并被设计成先膨胀后收缩——大致模拟了一次“大爆炸”和一次“大坍缩”。
通过追踪原子在这个孤立量子系统的两个区域之间如何重新分布,巴龙蒂尼确定了一种内部的进程度量,他称之为“熵时间”。这种“时间”始终朝一个方向稳定推进,无需参照任何外部时钟,就能将事件按正确顺序排列。
巴龙蒂尼表示,这项研究表明“时间可以由系统内部的变化来定义,而不是我们通常所想的那种在外部滴答作响的时钟”。
这项发表在《物理评论研究》(Physical Review Research)期刊上的成果,首次提供了受控实验证据,证明时间可以由系统内部变化来定义,而非由外部时钟来定义——这一观点与量子引力理论直接相关,在那些理论中,时间并不是一种内建特征。
这项实验并未在一夜之间改写物理学,但它提供了迄今为止最清晰的实验室证明之一,表明时间最终可能是物理过程的结果,而非其原因。
