Chociaż teoretycznie czas można podzielić na nieskończenie małe przedziały, najmniejszym fizycznie znaczącym przedziałem czasu jest czas Plancka, który w przybliżeniu wynosi 10-43 sekundy. Ta ostateczna granica oznacza, że dwa zdarzenia nie mogą być oddzielone czasem krótszym niż ten przedział. Ale teraz, w nowej pracy, fizycy doszli do wniosku, że najkrótszy fizycznie znaczący przedział czasu może w rzeczywistości być o kilka rzędów wielkości dłuższy niż czas Plancka. Ponadto fizycy wykazali, że istnienie tak minimalnego czasu zmienia podstawowe równania mechaniki kwantowej, a ponieważ mechanika kwantowa opisuje wszystkie układy fizyczne w najmniejszej skali, zmienia również opis wszystkich układów mechaniki kwantowej.
Naukowcy Mir Faisal z University of Waterloo i University of Lethbridge w Kanadzie, Mohammed Khalil z University of Alexandria w Egipcie i Sauria Das z University of Lethbridge opublikowali artykuł zatytułowany „Time Crystals from Minimum Time Uncertainty” w europejskim czasopiśmie Physical Journal C.
„Możliwe, że we Wszechświecie minimalna skala czasu jest w rzeczywistości znacznie dłuższa niż czas Plancka i można to zweryfikować eksperymentalnie” - powiedział Faisal dla Phys.org.
Czas Plancka jest tak krótki, że żaden eksperyment nigdy nie był na tyle blisko, aby przetestować go bezpośrednio - najdokładniejsze testy mogą uzyskać dostęp do przedziału czasu rzędu 10-17 sekund.
Niemniej jednak istnieje silne teoretyczne poparcie dla istnienia czasu Plancka w różnych podejściach do grawitacji kwantowej, takich jak teoria strun, pętlowa grawitacja kwantowa i perturbacyjna grawitacja kwantowa. Prawie wszystkie te podejścia zakładają, że niemożliwe jest zmierzenie długości mniejszej niż długość Plancka, aw szerokim sensie czas jest również krótszy niż czas Plancka, ponieważ czas Plancka definiuje się jako czas, w którym światło pokonuje jedną jednostkę długości Plancka w próżni.
Opętani najnowszymi badaniami teoretycznymi naukowcy zajęli się kwestią struktury czasu - w szczególności poruszyli dawne pytanie: czy czas jest dyskretny czy ciągły?
„W naszej pracy założyliśmy, że czas ma charakter dyskretny, a także zaproponowaliśmy sposoby eksperymentalnego przetestowania tego założenia” - mówi Faisal.
Jeden z możliwych testów polega na pomiarze szybkości spontanicznej emisji atomu wodoru. Ulepszone równanie mechaniki kwantowej przewiduje nieco inną szybkość emisji spontanicznej niż przewidywana przez konwencjonalne równanie, w zakresie niepewności. Proponowane efekty można również zaobserwować w tempie rozpadu cząstek i niestabilnych jąder.
Film promocyjny:
Na podstawie teoretycznej analizy spontanicznej emisji wodoru naukowcy szacują, że minimalny przedział czasu powinien być o kilka rzędów wielkości dłuższy niż czas Plancka, ale nie większy niż pewna wartość ustalona w poprzednich eksperymentach. Dalsze eksperymenty mogą obniżyć ten limit czasu minimalnego lub określić jego dokładną wartość.
Naukowcy spekulują również, że proponowane zmiany w podstawowych równaniach mechaniki kwantowej mogą zmienić samą definicję czasu. Wyjaśniają, że strukturę czasu można postrzegać jako krystaliczną, składającą się z dyskretnych, regularnie powtarzających się segmentów.
Na poziomie bardziej filozoficznym, argument dotyczący czasu dyskretnego oznacza, że nasze postrzeganie czasu jako czegoś nieustannie płynącego jest tylko iluzją.
„Fizyczny wszechświat jest naprawdę jak obraz w filmie, z serią nieruchomych obrazów tworzących iluzję ruchomych obrazów” - mówi Faisal. „Jeśli więc poważnie potraktujemy ten punkt widzenia, nasze świadome postrzeganie rzeczywistości fizycznej, oparte na ciągłym ruchu, stanie się iluzją stworzoną przez dyskretną matematyczną strukturę leżącą u podstaw czasu”.
„Ta propozycja sprawia, że rzeczywistość fizyczna ma charakter platoniczny”, mówi, wskazując na argument Platona, że prawdziwa rzeczywistość istnieje niezależnie od naszych zmysłów. „Niemniej jednak, w przeciwieństwie do innych teorii idealizmu platońskiego, naszą propozycję można przetestować eksperymentalnie i przypisać ją nie tylko filozofii”.