Emergent நிகழ்வாக காலம்
காலம் உண்மையிலேயே ஒரு அடிப்படை பரிமாணமாக இருக்கிறதா, அல்லது அது குவாண்டம் இயற்பியலிலிருந்து உருவாகும் ஒரு மாயை மட்டுமா? அதி-குளிர் அணுக்களின் ஒரு "toy universe"-ஐ பயன்படுத்திய புதிய பரிசோதனை, இரண்டாவதையே சுட்டிக்காட்டுகிறது. Birmingham பல்கலைக்கழகத்தில் பணியாற்றும் இயற்பியலாளர்கள், ஒரு அமைப்பின் வெவ்வேறு பகுதிகளுக்கிடையேயான குவாண்டம் தொடர்புகளிலிருந்து காலம் உருவாக முடியும் என்பதை, முன்கூட்டியே நிலவிவரும் பின்னணியாக அல்லாமல், நிரூபித்துள்ளனர். 2026 ஜூனில் வெளியிடப்பட்ட இந்த கண்டுபிடிப்புகள், காலம் நமது பிரபஞ்சத்தின் அடிப்படை பண்பாக இல்லாமல், குவாண்டம் entanglement மற்றும் entropy-யின் விளைவாக இருக்கலாம் என்ற கருத்துக்கு கூடுதல் ஆதரவை வழங்குகின்றன.
ஒரு Toy Universe-ஐ உருவாக்குதல்
முக்கிய ஆய்வாளர் Giovanni Barontini, தனது 6 வயது மகன் கட்டுமானக் கற்களுடன் விளையாடுவதைப் பார்த்தபோது இந்த எண்ணத்தைப் பெற்றார். அதேபோல், இயற்பியலாளர்களும் ஆய்வகத்தில் பிரபஞ்சத்தின் சில அம்சங்களைப் போல ஒத்த சிறிய, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அமைப்புகளை - உதாரணமாக அதி-குளிர் அணு அமைப்புகளை - உருவாக்குகிறார்கள் என்பதை அவர் உணர்ந்தார். ஆனால், இத்தகைய அமைப்புகள் பல சமயங்களில் நிலையாகவும் மாற்றமற்றதாகவும் இருக்கும்; இதனால் ஒரு கேள்வி எழுகிறது: எதுவும் நடக்கவில்லை என்றால், காலம் உண்மையிலேயே இருக்கிறதா? இதை ஆராய Barontini மற்றும் அவரது குழு, லேசர்கள் மற்றும் மின்காந்த புலங்களைப் பயன்படுத்தி absolute zero-க்கு அருகே குளிர்விக்கப்பட்ட சுமார் 20,000 rubidium அணுக்களைக் கொண்டு ஒரு toy universe-ஐ உருவாக்கினர்.
Bright மற்றும் Dark பிரிவுகள்
ஆராய்ச்சியாளர்கள் அந்த அணுக்களை, dark matter-க்கு ஒப்பான வகையில், "bright" மற்றும் "dark" என்று பெயரிட்ட இரண்டு பிரிவுகளாகப் பிரித்தனர். ஆரம்பத்தில், இந்த toy universe காலமற்றதும் மாற்றமற்றதுமானதாக இருந்தது - காலத்தின் ஓட்டம் தெளிவாகத் தெரியாத ஒரு நிலையான நிலை. முக்கியமான கட்டம், Barontini லேசர்களைப் பயன்படுத்தி அந்த இரண்டு பிரிவுகளையும் அணுக்களைப் பரிமாறிக்கொள்ளத் தூண்டியபோது வந்தது; இதன் மூலம் அவை குவாண்டம் நிலைமையில் தொடர்புகொள்ள முடிந்தது. இந்த தொடர்பு அமைப்பின் entropy, அல்லது ஒழுங்கின்மை, ஆகியவற்றை மாற்றியது. நமது பிரபஞ்சத்தில் காலம் entropy அதிகரிக்கும் திசையில் ஓடுகிறது; ஆகவே entropy மாற்றங்களைப் பின்தொடர்ந்து, குழு toy universe-க்கு ஒரு உள் காலத்தை வரையறுக்க முடிந்தது.
குவாண்டம் தொடர்புகள் காலத்தை உருவாக்குகின்றன
இந்த உள் காலம் நிறுவப்பட்டதும், Barontini அதை குவாண்டம் இயற்பியலின் அடிப்படை சமன்பாடான Schrödinger equation-இல் பயன்படுத்தி, அணுக்களின் குவாண்டம் நிலைகளை கணக்கிட முடிந்தது. முடிவுகள் பரிசோதனை அவதானிப்புகளுடன் பொருந்தின; இதனால் உருவாகிய காலம் செல்லத்தக்க ஒரு அளவுரு என்பதை உறுதிப்படுத்தின. இதன் பொருள், காலம் ஒரு முன்கூட்டியே வழங்கப்பட்ட பரிமாணமாக இல்லாமல், குவாண்டம் தொடர்புகள் மற்றும் உறவுகளிலிருந்து உருவாக முடியும் என்பதாகும்.
வரலாற்று முன்னுதாரணங்கள்
Emergent பண்பாக காலம் இருப்பது என்ற கருத்து புதியது அல்ல. அணு இயற்பியலில், இயற்பியலாளர் Nevill Mott இதை முதன்முதலில் 1930களில் முன்மொழிந்தார்; அதன்பிறகு இதை கோட்பாட்டு நிலையில் தொடர்ந்து ஆராய்ந்துள்ளனர். இருப்பினும், 2013 வரை நேரடி பரிசோதனை ஆதாரம் தெளிவாகக் கிடைக்கவில்லை. அப்போது, Italy-யின் National Metrology Institute-இல் பணியாற்றிய Marco Genovese மற்றும் அவரது சகாக்கள், entangled ஒளி துகள்களைப் பயன்படுத்தி இதற்குச் சமமான விளைவைக் காட்டினர். அந்த பரிசோதனையில், குவாண்டம் உறவுகளிலிருந்து கால உணர்வும் உருவானது. Barontini-யின் பணி, மேலும் சிக்கலான பல அணுக்களின் அமைப்பைப் பயன்படுத்தி, இந்த கண்டுபிடிப்புகளை விரிவுபடுத்துகிறது; இதனால் இந்த கருத்து பிரபஞ்சத்தின் ஒரு யதார்த்தமான மாதிரிக்கு மேலும் நெருக்கமாகிறது.
உண்மையைப் புரிந்துகொள்வதில் விளைவுகள்
காலம் உண்மையிலேயே ஒரு மாயை என்றால், அது இயற்பியல் மற்றும் யதார்த்தத்தைப் பற்றிய நமது புரிதலை முற்றிலும் மாற்றும். கடந்த காலத்திலிருந்து எதிர்காலத்துக்குத் தொடரும் ஒருதிசை ஓட்டமான காலத்தின் அம்பு entropy-யுடன் நெருக்கமாக இணைந்துள்ளது. toy universe-இல், இரண்டு பிரிவுகளும் தொடர்புகொண்டபோது மட்டுமே காலம் தோன்றியது; அதனால் entropy அதிகரித்தது. இது நமது பிரபஞ்சத்தில் காணப்படும் thermodynamic arrow of time-ஐ ஒத்ததாகும், அங்கு entropy எப்போதும் அதிகரிக்கிறது. இந்தப் பரிசோதனை, காலம் spacetime-இன் அடிப்படை அம்சமாக இல்லாமல், பல துகள்களின் குவாண்டம் நடத்தையிலிருந்து உருவாகும் ஒரு பெருந்தொகை நிகழ்வாக இருக்கலாம் என்று சுட்டிக்காட்டுகிறது.
எதிர்கால ஆராய்ச்சி திசைகள்
Birmingham குழு, மேலும் சிக்கலான toy universe-களை ஆராய திட்டமிட்டுள்ளது; அவற்றில் கூடுதல் பிரிவுகள் அல்லது வேறுபட்ட வகையான தொடர்புகள் இருக்கலாம். மேலும், ஆரம்பத்தில் எந்த சமச்சீரின்மையும் இல்லாத அமைப்புகளில் காலம் உருவாக முடியுமா என்பதையும் அவர்கள் ஆராய விரும்புகிறார்கள்; இது காலம் அடிப்படையானது என்ற கருத்தை மேலும் சவாலாக்கும். இத்தகைய பரிசோதனைகள், குவாண்டம் இயற்பியல் மற்றும் general relativity ஆகியவற்றுக்கிடையேயான இடைவெளியை இணைக்க உதவலாம்; அங்கு காலம் மிக வேறுபட்ட பங்குகளை வகிக்கிறது.
முடிவு
toy universe ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட மாதிரிதான் என்றாலும், காலம் ஒரு குவாண்டம் மாயை ஆக இருக்கலாம் என்பதற்கு இது வலுவான ஆதாரத்தை வழங்குகிறது. இந்தப் பரிசோதனை, காலம் குவாண்டம் தொடர்புகள் மற்றும் entropy மாற்றங்களிலிருந்து உருவாக முடியும் என்பதை காட்டுகிறது; இதன் மூலம் காலம் ஒரு அடிப்படை பண்பாக அல்ல, ஒரு பெறப்பட்ட பண்பாக இருக்கலாம் என்ற பார்வைக்கு ஆதரவு கிடைக்கிறது. இயற்பியலாளர்கள் யதார்த்தத்தின் இயல்பைத் தொடர்ந்து ஆராயும் நிலையில், இந்தப் பணி, காலமே இன்னொரு குவாண்டம் நிகழ்வாக இருக்கக்கூடும் என்ற சுவாரசியமான பார்வையை வழங்குகிறது.
இந்தக் கட்டுரை New Scientist வழங்கிய செய்தியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அசல் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on newscientist.com
