يستخدم الفيزيائيون افتراضات رياضية في العديد من المواقف التي تمنع الزمن من التحرك للخلف - ولكن هذا ليس بالضرورة انعكاسًا للواقع الكمي
.jpg)
هل يتحرك الزمن إلى الوراء في بعض المواقف؟
قد تحتوي بعض الأنظمة الكمومية على سهمين زمنيين، أحدهما يتحرك للأمام كالمعتاد والآخر للخلف. هذا يعني أنه في بعض المقاييس الدقيقة للغاية، قد يكون للزمن خيار التحرك في كلا الاتجاهين - وهي ميزة مذهلة ربما أُغفلت في كثير من مجالات الفيزياء.
إذا نظرنا إلى أبسط معادلات فيزياء الكم - تلك التي تتناول الجسيمات المفردة - فلن نجد مبررًا لسير الزمن دائمًا للأمام. هذا يعني أن قوانين الكم الأساسية تتميز بما يُعرف بتناظر عكس الزمن. أما بالنسبة للأنظمة الأكبر، مثل مجموعات الجسيمات، فإن القوانين التي يعتمد عليها الفيزيائيون للتنبؤ بسلوكها وتفسيره تُميز بين الماضي والحاضر.
يقول توماس جوف من جامعة سري بالمملكة المتحدة: "تنتقل من حالة يكون فيها تناظر عكس الزمن مؤكدًا إلى نتيجة نهائية لا يوجد فيها تناظر عكس الزمن بوضوح". "كنتُ أتساءل، في أي مرحلة من الحساب يحدث ذلك؟ أين يُلغى التناظر؟" ، أظهر هو وزملاؤه الآن أنه يمكن السماح للتناظر بالاستمرار.
حللوا أنظمة كمية حرة في التفاعل مع بيئتها. أشارت حسابات سابقة إلى أن بعض الحرارة ستتسرب في النهاية من هذه الأنظمة وتدخل البيئة بطريقة لا يمكن عكسها. يمكن استخدام هذا لتحديد "قبل" و"بعد" محددين، وسهم زمني يشير من أحدهما إلى الآخر. لكن جميع هذه الحسابات أُجريت على افتراض أن سهمًا زمنيًا واحدًا هو الخيار الوحيد، كما يقول أندريا روكو، عضو الفريق، من جامعة سري أيضًا.
يقول: "إذا انطلقتَ من سؤال "ماذا لو قلبتُ الزمن"، فإن المعادلات التي تصف حركة نظامك محل الاهتمام تختلف قليلاً عن تلك الموجودة في الكتب المدرسية القياسية".
على وجه التحديد، تسمح المعادلات التي استنتجها فريقه بعد إسقاط هذا الافتراض بوجود سهم زمني يتحرك للخلف وآخر للأمام. وقد وجد الباحثون أن هذا ينطبق على أنواع عديدة من الأنظمة. وتشمل هذه الأنظمة تلك التي تخضع لقوى متقلبة عشوائيًا وتلك التي غالبًا ما تُبدّل حالاتها عشوائيًا - كما هو الحال، على سبيل المثال، عندما تُغيّر الجسيمات اتجاهها عشوائيًا، كما يحدث عندما تخضع للحركة البراونية. وعلى الرغم من أنهم لم يطوروا بعدُ برهانًا رياضيًا دقيقًا على ذلك، إلا أن الباحثين يعتقدون أن ظهور أسهم الزمن المتقابلة قد يكون ظاهرة عامة جدًا.
يقول غونزالو أوردونيز من جامعة بتلر بولاية إنديانا إن العمل الجديد يُلقي ضوءًا جديدًا على الجدل الدائر حول متى ينطبق تناظر الانعكاس الزمني. ويضيف: "أعتقد أن هذه إحدى أكبر المشكلات في الفيزياء. وهم يُشيرون إلى أن المعادلات التي وُضعت للعمليات غير القابلة للانعكاس الزمني كانت تفتقد عاملًا واحدًا. بمجرد دمج هذا العامل، فإن هذه المعادلات أيضًا لا تُميز بين المستقبل والماضي".
ويقول أوردونيز إن العمل بهذه المعادلات الجديدة، القابلة للانعكاس الزمني، قد يكون له أيضًا عواقب كونية. على سبيل المثال، قد تُضفي مصداقية على الأفكار السابقة حول وجود كونين بعد الانفجار الكبير، كل منهما يتطور في اتجاه متعاكس مع الزمن.
يهتم روكو أيضًا بهذه الأفكار، لكنه يُحذر من المبالغة في تفسير العمل الجديد. ويقول: "ربما نكون قد وجدنا شيئًا أساسيًا لدرجة أنه يتكرر مرارًا وتكرارًا، لكننا بعيدون جدًا عن البدء في فهمه بدقة".
المصدر: