Прошлое стирается само собой: найден механизм, который запирает время в одном направлении

Время кажется очевидным и привычным, но при попытке понять его природу наука сталкивается с парадоксами. Мы уверенно движемся из прошлого в будущее и никогда не наблюдаем обратного хода событий. При этом фундаментальные уравнения физики допускают симметрию во времени. Об этом сообщает журнал Annals of Physics.

Почему направление времени остаётся загадкой

С древних времён люди замечали, что время необратимо: разбитый предмет не возвращается в исходное состояние, живые организмы стареют, а прошлые события остаются лишь в памяти. Однако классическая механика, электродинамика и квантовая теория не выделяют предпочтительного направления времени. Эти законы одинаково описывают процессы как "вперёд", так и "назад", что вступает в противоречие с повседневным опытом.

Подобные расхождения проявляются не только в теории, но и в прикладных областях, например при расчётах гравитационных эффектов и поправок, связанных с тем, как Марс ускоряет время по сравнению с Землёй. Вопрос о том, почему в реальности прошлое недоступно, остаётся одним из самых устойчивых научных вызовов.

Энтропия как объяснение — и её пределы

Классическое объяснение "стрелы времени" связано со вторым законом термодинамики. Ещё в XIX веке Людвиг Больцман связал направленность времени с ростом энтропии — меры беспорядка в замкнутых системах. Именно поэтому горячие тела остывают, а газы стремятся равномерно заполнить пространство. Однако этот подход не даёт полного ответа, поскольку на микроскопическом уровне фундаментальные законы остаются обратимыми. Более того, рост энтропии зависит от начальных условий Вселенной, а значит, не объясняет, почему эти условия вообще были заданы именно так.

Подобные логические "костыли" в истории физики появлялись не раз — достаточно вспомнить, как космологическая постоянная Эйнштейна из вынужденного допущения превратилась в ключ к пониманию тёмной энергии.

Квантовая модель китайских физиков

Исследователи из Хайнаньского университета предложили сместить фокус с макроскопических законов на квантовый уровень. В их модели время приобретает направленность из-за внутренней эволюции квантовых систем, которые никогда не бывают полностью изолированными. Частицы постоянно взаимодействуют, обмениваются информацией и образуют корреляции. По мере накопления этих связей сведения о прошлых состояниях рассеиваются и становятся практически недоступными для восстановления. Именно эта потеря информации, по мнению авторов, и создаёт ощущение необратимости и движения времени от "раньше" к "позже".

Новый подход не отменяет термодинамику и не противоречит теории относительности. Напротив, он связывает микроскопические процессы с нашим макроскопическим опытом, показывая, как привычная стрела времени может естественно возникать из квантовых взаимодействий. Такой взгляд помогает приблизиться к пониманию того, почему путешествия в прошлое остаются невозможными, а время в наблюдаемой Вселенной упрямо движется только вперёд.