Это нарушает теорию Эйнштейна: пространство может возникать из времени, что выяснили физики

Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет New Scientist.

Кубит представляет собой объект, который имеет два возможных состояния, например, два разных спина. Поскольку это квантовый объект, кубит может существовать в комбинациях тех состояний, которые любой знакомый объект никогда не сможет принять. Это явление известно, как суперпозиция.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Многие годы физикипредполагали, исходя из состояний кубита, что существует некая более глубокая связь между этими квантовыми объектами и геометрией пространства. Теперь же ученые выдвинули аргументированную теорию, что геометрия пространства может быть закодирована в поведении кубита во времени.

Физики начали с математической модели для одного кубита, который можно последовательно измерять в течение заданного периода времени. В рамках этой модели, не имея знаний о начальном состоянии кубита, физики проанализировали, какой будет связь между результатами таких измерений, если рассматривать их через разные интервалы времени. Этот процесс похож на анализ того, связано ли то, что кубит делает сегодня, с тем, что он делал в течение предыдущих 24 часов.

Физики обнаружили, что структура этих связей математически похожа на трехмерное пространство. В частности, из поведения кубита во времени ученые извлекли формулу для измерения расстояний в пространстве, то есть Евклидову метрику.

По словам авторов исследования, геометрия пространства, в котором мы живем, сложнее, чем версия, которую они обнаружили с помощью своих расчетов поведения кубита во времени. Но извлечение Евклидовой метрики без предварительного знания о состоянии кубита все равно может указывать на то, что пространство связано со временем и квантовой информацией.

Физики пришли к выводу, что время каким-то образом отделено от пространства, потому что геометрия трехмерного пространства может быть выведена из времени.

Пространство и время обычно считаются компонентами четырехмерного континуума, который известен как ткань пространства-времени, которая является основой нашего физического мира. Разрушение этого континуума нарушает законы специальной теории относительности Эйнштейна, а потому это спорна идея для физиков. И все же есть ученые, которые также считают, что пространство и время являются разделенными. Согласно некоторым теориям, время не требует структуры и его следует понимать, как последовательность настоящих моментов, которые происходят один за другим без физически осмысленного или познаваемого прошлого или будущего.

Критики новой работы физиков считают, что это исследование не проливает свет на точный механизм, посредством которого пространство возникнет из времени.

Но авторы исследования говорят, что в будущем, возможно, удастся проверить эту идею с помощью экспериментов. Ультрахолодные квантовые объекты могут принимать состояния суперпозиции, такие как кубит в новом исследовании, как и физические кубиты, подобные тем, которые используются в квантовых компьютерах. Но вполне вероятно, что многие математические вопросы останутся, а это значит, что физики могут еще долгие годы спорить о том, как следует понимать пространство-время.

И все же авторы исследования считают, что пространство-время вполне может быть фикцией, в том смысле, что это удобный способ говорить о всем, что происходит во Вселенной, но в конечном счете оно может не понадобится.

Как уже писал Фокус, ученые выяснили, что массивные пожиратели материи "раздевают" звезды перед тем, как съесть. Известно, что сверхмассивные черные дыры могут поглощать звезды, но перед этим они разрывают их на части, а затем питаются тем, что осталось от погибшей звезды. Но ученые обнаружили и другой сценарий.