Це порушує теорію Ейнштейна: простір може виникати з часу, що з'ясували фізики

Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише New Scientist.

Кубіт являє собою об'єкт, який має два можливих стани, наприклад, два різні спіни. Оскільки це квантовий об'єкт, кубіт може існувати в комбінаціях тих станів, які будь-який знайомий об'єкт ніколи не зможе прийняти. Це явище відоме, як суперпозиція.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Багато років фізикиприпускали, виходячи зі станів кубіта, що існує якийсь глибший зв'язок між цими квантовими об'єктами і геометрією простору. Тепер же вчені висунули аргументовану теорію, що геометрія простору може бути закодована в поведінці кубіта в часі.

Фізики почали з математичної моделі для одного кубіта, який можна послідовно вимірювати протягом заданого періоду часу. У рамках цієї моделі, не маючи знань про початковий стан кубіта, фізики проаналізували, яким буде зв'язок між результатами таких вимірювань, якщо розглядати їх через різні інтервали часу. Цей процес схожий на аналіз того, чи пов'язано те, що кубіт робить сьогодні, з тим, що він робив протягом попередніх 24 годин.

Фізики виявили, що структура цих зв'язків математично схожа на тривимірний простір. Зокрема, з поведінки кубіта в часі вчені витягли формулу для вимірювання відстаней у просторі, тобто Евклідову метрику.

За словами авторів дослідження, геометрія простору, в якому ми живемо, складніша, ніж версія, яку вони виявили за допомогою своїх розрахунків поведінки кубіта в часі. Але витяг Евклідової метрики без попереднього знання про стан кубіта все одно може вказувати на те, що простір пов'язаний з часом і квантовою інформацією.

Фізики дійшли висновку, що час якимось чином відокремлений від простору, тому що геометрія тривимірного простору може бути виведена з часу.

Простір і час зазвичай вважаються компонентами чотиривимірного континууму, який відомий як тканина простору-часу, що є основою нашого фізичного світу. Руйнування цього континууму порушує закони спеціальної теорії відносності Ейнштейна, а тому це спірна ідея для фізиків. І все ж є вчені, які також вважають, що простір і час є розділеними. Згідно з деякими теоріями, час не потребує структури і його слід розуміти, як послідовність теперішніх моментів, що відбуваються один за одним без фізично осмисленого або пізнаваного минулого чи майбутнього.

Критики нової роботи фізиків вважають, що це дослідження не проливає світло на точний механізм, за допомогою якого простір виникне з часу.

Але автори дослідження кажуть, що в майбутньому, можливо, вдасться перевірити цю ідею за допомогою експериментів. Ультрахолодні квантові об'єкти можуть набувати станів суперпозиції, таких як кубіт у новому дослідженні, як і фізичні кубіти, подібні до тих, які використовують у квантових комп'ютерах. Але цілком імовірно, що багато математичних питань залишаться, а це означає, що фізики можуть ще довгі роки сперечатися про те, як слід розуміти простір-час.

І все ж автори дослідження вважають, що простір-час цілком може бути фікцією, в тому сенсі, що це зручний спосіб говорити про все, що відбувається у Всесвіті, але зрештою він може не знадобиться.

Як уже писав Фокус, вчені з'ясували, що масивні пожирачі матерії "роздягають" зірки перед тим, як з'їсти. Відомо, що надмасивні чорні діри можуть поглинати зірки, але перед цим вони розривають їх на частини, а потім харчуються тим, що залишилося від загиблої зірки. Але вчені виявили й інший сценарій.