"Млечный Путь, Xxi век", No 1 (38), 2022

Другими словами, если нет физического различия между прошлым, настоящим и будущим, то Вселенную, представленную пространством-временем, можно описать как статичную, поскольку в ней отсутствует какое-либо направление времени.

Так как же тогда объяснить существование стрелы времени? Имейте в виду, однако, что хотя слабые взаимодействия, которые являются одной из четырех фундаментальных сил в природе и ответственны за процессы распада субатомных частиц, действительно нарушают симметрию обращения времени, они не имеют отношения к макрофизике нашей повседневной жизни и, следовательно, не могут служить объяснительной физической основой для нашей воспринимаемой стрелы времени.

Отсутствие временной асимметрии в естественных законах физики, несмотря на то, что мы воспринимаем течение времени в макроскопическом мире от прошлого к будущему, еще больше запутывает понятие времени, делая составление четкого определения еще более запутанной задачей. Это приводит многих физиков к выводу, что течение времени, а не само время, является иллюзией.

Тем не менее, не все физики согласны с этой точкой зрения, в том числе Джордж Эллис и Джоан Ваккаро, которые включают стрелу времени в Блочную Вселенную, принимая во внимание необратимое во времени макрофизическое поведение и эмерджентные сложные системы, а также полагаясь на нарушения временной симметрии слабыми взаимодействиями. Модель, разработанную Эллисом, называют Эволюционирующей блочной Вселенной. Она представляет собой Вселенную, которая больше не статична, но способна расширяться в будущем.

Рис. В Блочной Вселенной (слева) все статично, тогда как в Эволюционирующей Блочной Вселенной (справа) будущая граница продолжает двигаться вверх во временном измерении, эффективно заставляя Блочную Вселенную увеличиваться в размерах.

Другим решением этой загадки является существование мультивселенной. Согласно этой гипотезе, наша Вселенная вместе с бесчисленным множеством других возникла из огромного пустого пространства. Таким образом, понятие симметрии времени и стрела времени больше не являются взаимоисключающими, поскольку время способно двигаться вперед в одних вселенных - таких, как наша - и назад в других, а мультивселенная в целом остается симметричной во времени, учитывая, что все стрелы времени статистически уравновешиваются.

Насколько глубоко время проходит сквозь основы реальности? Кажется, что мы только собираем больше вопросов о концепции времени вместо того, чтобы закрепить определение. Здесь можно задать следующие вопросы: действительно ли стрела времени предполагает существование времени или только подразумевает определенный порядок, в котором происходят определенные события и который может или не может быть подкреплен причинно-следственной связью?

Если течение времени не связано со временем, позволяет ли это нам утверждать, что время - иллюзия?

Кроме того, насколько мы можем быть уверены, что стрела времени, которую мы якобы воспринимаем, является частью фундаментальной структуры реальности?

Эти вопросы о природе времени лежат в основе другого спора в физике, в котором обычно предполагается, что само время реально, но физики расходятся во мнениях относительно того, является ли время фундаментальным или эмерджентным.

На микроскопическом (фундаментальном) уровне атомы и молекулы не являются ни твердыми (или мягкими), ни горячими (или холодными), но при уменьшении масштаба оказывается, что свойства твердости и температуры проявляются, исходя из совокупности отдельных компонентов. В том же духе физики, разделяющие идею возникновения времени, заявляют, что понятие времени не присутствует в глубинных корнях реальности, а возникает только на более высоком уровне описания, из взаимодействий между некоторыми более фундаментальными сущностями. В контексте квантовой гравитации Даниэле Орити, например, доказывает, что время эмерджентно, поскольку оно постепенно исчезает при сосредоточении внимания на более фундаментальных уровнях реальности. Говоря словами Клауса Кифера: "Мир принципиально вневременен".

Такие взгляды на возникновение времени в целом укрепляются в области исследований квантовой гравитации. Как указывает Шон Кэрролл: "Если квантовое состояние Вселенной подчиняется уравнению Уилера-ДеВитта (которое правдоподобно, но далеко не достоверно), время должно быть эмерджентным, а не фундаментальным".

Уравнение Уилера-ДеВитта объединяет квантовую механику и общую теорию относительности и не имеет никакого отношения к понятию времени. Энрико Прати также рассматривает вневременную основу природы и представляет структуру, которая связывает такую ??фундаментальную физику, лишенную времени, с макроскопическим измерением времени.

Чтобы еще больше поддержать идею эмерджентности, Екатерина Морева и ее соавторы применяют практический подход и экспериментально показывают, как можно использовать свет, чтобы продемонстрировать, что время возникает из квантовой запутанности.