Физики объединят две теории времени
Подобно метроному, который задает ритм для музыканта, фундаментальные космические часы могут синхронизировать время во всей Вселенной. Но если такие часы существуют, то они идут очень быстро.
В физике время обычно считается четвертым измерением. Но некоторые ученые предполагают, что время может быть результатом физического процесса.
В физике элементарных частиц крошечные фундаментальные частицы могут приобретать те или иные свойства, взаимодействуя с другими частицами или полями. Например, частицы приобретают массу, взаимодействуя с полем Хиггса, которое пронизывает все пространство. Это поле может колебаться, причем каждый цикл — это «тик» или «так».
Время — загадочное понятие и определяется оно двумя ключевыми физическими теориями по‑разному. В квантовой механике, которая описывает крошечные атомы и частицы, «время просто существует, оно фиксировано и сравнимо с фоном», — говорит канадский физик Фламиния Джакомини. Но в общей теории относительности, которая описывает гравитацию, время меняется самым странным образом. Например, часы на Земле идут медленнее, чем часы на борту орбитального спутника. Изучение различных механизмов времени помогло бы физикам сформулировать новую теорию фундаментальных часов.
Исследователи изучили влияние, которое фундаментальные часы оказывали бы на атомные часы — самые точные в мире из когда-либо созданных. Если фундаментальные часы будут идти слишком медленно, атомные станут ненадежными из-за их синхронизации с фундаментальными часами. В результате атомные часы будут отсчитывать время с нерегулярными интервалами, словно метроном, который не может сохранять постоянный ритм. Но атомные часы до сих пор остаются точными, что позволило ученым предположить, насколько быстрыми должны быть фундаментальные часы, если они существуют.
Физики предполагают, что существует предел того, насколько точно можно разделить секунды. Квантовая физика запрещает любой промежуток времени, меньше чем 10–43 секунды — период, известный как планковское время. Если существуют фундаментальные часы, то тикают они, скорее всего, по планковскому времени.
Новый результат ближе к режиму планка, чем эксперименты на крупнейшем в мире ускорителе частиц — Большом адронном коллайдере, говорит Бойовальд. В будущем еще более точные атомные часы могли бы дать дополнительную информацию о том, что заставляет Вселенную тикать.
Чтобы проверить эту идею, ученым нужно было бы увеличить частоту тиканья часов примерно в 20 миллиардов раз.
