Universul poate avea un ceas fundamental. Bifează extrem de repede

La fel cum metronomul stabilește ritmul pentru muzician, ceasul spațial fundamental stabiliți timpul în univers, susțineți fizicienii teoretici în ultima lor publicație. Dar dacă există un astfel de ceas, atunci acesta bifează ei extrem de repede. În fizică, timpul este de obicei considerat a patra dimensiune, dar unii fizicieni speculează că poate fi rezultatul unui proces fizic, cum ar fi bifarea unui ceas încorporat. Dacă universul are un astfel de ceas elementar, acesta trebuie să lovească mai repede decât o cincime din timp pe secundă ((10 (la 33) - unu și 33 de zerouri în notație zecimală), potrivit unui studiu teoretic publicat în Scrisori de recenzie fizică a fost publicat. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.241301

În fizica particulelor, particulele fundamentale mici pot obține anumite proprietăți prin interacțiunea cu alte particule sau câmpuri. Particulele câștigă masă, de exemplu prin interacțiunea cu una Câmpul Higgs, un fel de melasă care pătrunde în toată camera.
Poate că și moleculele pot experimenta timpul interacționând cu un tip similar de câmp ", spune fizicianul Martin Bojowald. Acest câmp poate oscila (se clatină și vibrează), iar fiecare astfel de ciclu servește ca o simplă„ căpușă ”- la fel ca în ceasurile obișnuite și tradiționale. "spune Bojowald, coautor al studiului.

Sursa imaginii: Pixabay

Pentru fizicieni, timpul este încă un mister neexplorat și două teorii centrale din fizică argumentează asupra modului de definire a acestuia. În Mecanica cuantică, care descrie atomi și particule minuscule, „timpul doar există, este un fundal”, spune fizicianul Flaminia Giacomini de la Perimeter Institute din Waterloo, Canada.

Dar în teoria generală a relativității, care descrie gravitația, timpul se schimbă într-un mod ciudat. Un ceas care se află lângă un obiect masiv bifează mai încet decât altul care este mai departe de el. Ceasul de pe suprafața pământului este întârziat în comparație cu, de exemplu, ceasul de la bordul unui satelit pe orbită.

În încercarea de a combina aceste două teorii într-una singură - teoria Gravitația cuantică - Pentru a ne uni, problema descrierii timpului se dovedește a fi „într-adevăr destul de importantă”, spune Giacomini, care nu a fost implicat în cercetare.

Studierea diferitelor mecanisme ale timpului, inclusiv a ceasurilor fundamentale, poate ajuta fizicienii să formuleze o nouă teorie. Cercetătorii au investigat ce efect ar avea un ceas fundamental asupra comportamentului ceasurilor atomice, cele mai precise ceasuri create vreodată. Dacă ceasul de bază bifa prea încet, ceasurile atomice nu ar fi fiabile, deoarece nu s-ar sincroniza cu ceasul de bază.

Rezultatul: Ceasuri atomice ar atinge la intervale neregulate, ca un metronom care nu poate păstra un ritm constant. Dar până acum ceasurile atomice au fost foarte fiabile, astfel încât Bojowald și echipa sa au putut determina viteza cu care trebuie să atingă ceasul fundamental - dacă este cazul.

Fizicienii cred că există o limită finală la divizarea unei secunde. Fizica cuantică nu permite o perioadă de timp mai scurtă de aproximativ 10 (până la -43) secunde, o perioadă de timp timpul Planck se numește. Dacă există un ceas fundamental în univers, timpul lui Planck poate fi o rată rezonabilă pentru a-l măsura.

Pentru a testa această idee, oamenii de știință ar trebui să își mărească limita actuală pentru ca ceasul să bifeze - astfel încât să poată bifa de patruzeci de ori pe secundă. Aceasta pare a fi o lacună uriașă, dar pentru unii fizicieni este o descoperire neașteptată.

- Aceasta este o teorie surprinzătoare asemănătoare regimului lui Planck ", spune fizicianul Bianca Dittrich. Cu toate acestea, ea crede că probabil nu există un singur ceas de bază în univers, ci multe procese diferite care ar putea fi utilizate pentru a măsura timpul. Cu toate acestea, noul rezultatul se află mai aproape de timpul Planck decât experimentele cu cel mai mare accelerator de particule din lume, Marele Colizor de Hadroni ", spune Bojowald.
În viitor, ceasurile atomice și mai precise ar putea oferi mai multe informații despre ceea ce afectează timpul din univers.