టాయ్ యూనివర్స్ ప్రయోగం కాలం ఒక క్వాంటం మాయ అని సూచిస్తోంది

ఉద్భవించే ఘటనగా కాలం

కాలం నిజంగా ఒక ప్రాథమిక పరిమాణంగా ఉందా, లేక అది క్వాంటం మెకానిక్స్ నుంచి ఉద్భవించే ఒక మాయ మాత్రమేనా? అతి-చల్లని పరమాణువుల "టాయ్ యూనివర్స్"ను ఉపయోగించిన కొత్త ప్రయోగం రెండో అవకాశానికే మద్దతు ఇస్తోంది. యూనివర్సిటీ ఆఫ్ బర్మింగ్‌హామ్‌కు చెందిన భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు, ఒక వ్యవస్థలోని వేర్వేరు భాగాల మధ్య జరిగే క్వాంటం పరస్పర చర్యల నుంచి కాలం ఉద్భవించవచ్చని చూపించారు; ఇది ముందుగానే ఉన్న నేపథ్యం కాదు. 2026 జూన్‌లో ప్రచురితమైన ఈ ఫలితాలు, కాలం మన విశ్వంలోని ప్రాథమిక లక్షణం కాకుండా క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ మరియు ఎంట్రోపీకి ఫలితంగా ఉండవచ్చన్న ఆలోచనకు మరింత బలం ఇస్తున్నాయి.

టాయ్ యూనివర్స్ నిర్మాణం

ప్రధాన పరిశోధకుడు జియోవానీ బారొంటిని, తన 6 ఏళ్ల కుమారుడు నిర్మాణ బ్లాక్స్‌తో ఆడుకుంటున్నదాన్ని చూస్తూ ప్రేరణ పొందారు. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు కూడా ప్రయోగశాలలో చిన్న, నియంత్రిత వ్యవస్థలను తయారు చేస్తారని ఆయన గ్రహించారు - ఉదాహరణకు అతి-చల్లని పరమాణు ఏర్పాట్లు - ఇవి విశ్వంలోని కొన్ని అంశాలను అనుకరిస్తాయి. అయితే ఈ వ్యవస్థలు తరచుగా స్థిరంగానే ఉంటాయి, మార్పు లేకుండా ఉంటాయి; దాంతో ఒక ప్రశ్న తలెత్తుతుంది: ఏమీ జరగకపోతే, కాలం అసలు ఉందా? దీనిని పరిశీలించడానికి, బారొంటిని మరియు ఆయన బృందం లేజర్లు మరియు విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల సహాయంతో సుమారు 20,000 రుబిడియం పరమాణువులను దాదాపు నిరపేక్ష శూన్యానికి చల్లబరచి ఒక టాయ్ యూనివర్స్‌ను సృష్టించారు.

ప్రకాశవంతమైన మరియు చీకటి విభాగాలు

గవేషకులు ఆ పరమాణువులను "ప్రకాశవంతమైన" మరియు "చీకటి" అని పేరుపెట్టిన రెండు విభాగాలుగా విభజించారు, ఇది డార్క్ మ్యాటర్‌కు ఉపమానం. ప్రారంభంలో, ఈ టాయ్ యూనివర్స్ కాలరహితంగా, మార్పులేనిదిగా ఉండేది - కాల ప్రవాహం కనిపించని ఒక స్థిర స్థితి. కీలక దశ బారొంటిని లేజర్లను ఉపయోగించి ఈ రెండు విభాగాలు పరమాణువులను పరస్పరం మార్పిడి చేసుకునేలా ప్రేరేపించినప్పుడు వచ్చింది; తద్వారా అవి క్వాంటం స్థాయిలో పరస్పర చర్య చేయగలిగాయి. ఈ పరస్పర చర్య వ్యవస్థ యొక్క ఎంట్రోపీ, అంటే క్రమరాహిత్యం, ను మార్చింది. మన విశ్వంలో కాలం ఎంట్రోపీ పెరుగుతున్న దిశలో ప్రవహిస్తుంది, కాబట్టి ఎంట్రోపీ మార్పులను గమనిస్తూ బృందం టాయ్ యూనివర్స్‌కు ఒక అంతర్గత కాలాన్ని నిర్వచించగలిగింది.

క్వాంటం పరస్పర చర్యలు కాలాన్ని సృష్టిస్తాయి

ఆ అంతర్గత కాలం స్థాపించబడిన తర్వాత, బారొంటిని దాన్ని శ్రోడింగర్ సమీకరణంలో - క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క ప్రాథమిక సమీకరణంలో - ఉపయోగించి పరమాణువుల క్వాంటం స్థితులను గణించగలిగారు. ఫలితాలు ప్రయోగాత్మక పరిశీలనలకు సరిపోలాయి, ఉద్భవించిన కాలం సరైన పరామితి అని నిర్ధారించాయి. దీని ద్వారా కాలం ఒక ముందే ఇచ్చిన పరిమాణం కాకుండా, క్వాంటం సహసంబంధాలు మరియు పరస్పర చర్యల నుంచి ఉద్భవించవచ్చని సూచన లభిస్తోంది.

చారిత్రక పూర్వాపరాలు

కాలాన్ని ఉద్భవించే లక్షణంగా చూడడం కొత్త ఆలోచన కాదు. పరమాణు భౌతిక శాస్త్రంలో, భౌతిక శాస్త్రవేత్త నెవిల్ మాట్ 1930వ దశకంలోనే ఈ ఆలోచనను ప్రతిపాదించారు, అప్పటి నుంచి దీనిపై సిద్ధాంతపరంగా పరిశోధనలు సాగుతున్నాయి. అయితే, 2013 వరకు ప్రయోగాత్మక ఆధారాలు లభించలేదు; ఆ ఏడాది ఇటలీ నేషనల్ మెట్రాలజీ ఇన్‌స్టిట్యూట్‌కు చెందిన మార్కో జెనోవేసె మరియు ఆయన సహచరులు చిక్కుకున్న కాంతి కణాలను ఉపయోగించి ఇలాంటి ప్రభావాన్ని చూపించారు. ఆ ప్రయోగంలో కూడా క్వాంటం సహసంబంధాల నుంచి కాల భావన ఉద్భవించింది. బారొంటిని చేసిన పని, మరింత సంక్లిష్టమైన అనేక పరమాణువుల వ్యవస్థను ఉపయోగించి ఈ ఫలితాలను విస్తరించింది; దీని ద్వారా ఈ ఆలోచన విశ్వానికి వాస్తవిక నమూనాకు మరింత దగ్గరైంది.

మన వాస్తవాన్ని అర్థం చేసుకోవడంపై ప్రభావాలు

కాలం నిజంగా ఒక మాయ అయితే, అది భౌతిక శాస్త్రం మరియు వాస్తవాన్ని మనం అర్థం చేసుకునే విధానాన్ని విప్లవాత్మకంగా మార్చేస్తుంది. కాల బాణం - గతం నుంచి భవిష్యత్తుకు ఒకే దిశలో ప్రవహించడం - ఎంట్రోపీతో దగ్గర సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. టాయ్ యూనివర్స్‌లో, రెండు విభాగాలు పరస్పర చర్య చేసినప్పుడు మాత్రమే కాలం కనిపించింది, అప్పుడు ఎంట్రోపీ పెరిగింది. ఇది మన విశ్వంలోని ఉష్ణగతీయ కాల బాణాన్ని ప్రతిబింబిస్తుంది, అక్కడ ఎంట్రోపీ ఎప్పుడూ పెరుగుతూనే ఉంటుంది. ఈ ప్రయోగం సూచించేది, కాలం అనేక కణాల క్వాంటం ప్రవర్తన నుంచి ఉద్భవించే ఒక స్థూల స్థాయి ఘటన కావచ్చని, స్పేస్‌టైమ్‌కు సంబంధించిన ప్రాథమిక అంశం కాదని.

భవిష్యత్ పరిశోధన దిశలు

బర్మింగ్‌హామ్ బృందం మరింత సంక్లిష్టమైన టాయ్ యూనివర్స్‌లను అన్వేషించాలని యోచిస్తోంది, బహుశా అదనపు విభాగాలు లేదా వేరే రకాల పరస్పర చర్యలతో. ప్రారంభ అసమమితి ఏదీ లేకుండా ఉన్న వ్యవస్థల్లో కూడా కాలం ఉద్భవించగలదా అని కూడా వారు పరిశీలించాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నారు, దీని ద్వారా కాలం ప్రాథమికమనే భావన మరింత సవాల్‌కు లోనవుతుంది. ఇలాంటి ప్రయోగాలు క్వాంటం మెకానిక్స్ మరియు జనరల్ రిలేటివిటీ మధ్య ఖాళీని పూడ్చడంలో సహాయపడవచ్చు, ఎందుకంటే వాటిలో కాలం పాత్రలు చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి.

ముగింపు

ఈ టాయ్ యూనివర్స్ ఒక సరళీకృత నమూనా అయినప్పటికీ, కాలం ఒక క్వాంటం మాయ కావచ్చని బలమైన ఆధారాలను అందిస్తోంది. ఈ ప్రయోగం క్వాంటం పరస్పర చర్యలు మరియు ఎంట్రోపీ మార్పుల నుంచి కాలం ఉద్భవించగలదని చూపిస్తోంది, దీని ద్వారా కాలం ప్రాథమిక లక్షణం కాకుండా ఉద్భవించే లక్షణమే అన్న దృక్కోణం బలపడుతోంది. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు వాస్తవ స్వరూపాన్ని ఇంకా అన్వేషిస్తూనే ఉన్నందున, ఈ పని కాలమే మరో క్వాంటం ఘటన మాత్రమే కావచ్చని సూచించే ఒక ఆకర్షణీయమైన చూపును అందిస్తోంది.

ఈ వ్యాసం New Scientist నివేదిక ఆధారంగా రూపొందింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.