12月25日、海南大学(中国)の物理学者カイ・チンユ氏が率いる研究グループは、なぜ人間は過去に戻れないのかを説明しました。
信頼できる科学雑誌Annals of Physicsに掲載された研究によると、「時間の矢」、つまり時間の一方通行の方向性は、外部の影響によるものではなく、マイクロ世界の内部構造自体から自然に形成されると考えています。
1世紀以上にわたり、なぜ時間だけが前進するのかという疑問は、物理学界を悩ませてきました。
19世紀後半から、物理学者ルクセンブルク・ボルツマンはエントロピーの概念を提唱し、物質システムは常に秩序状態から混乱状態に移行する傾向があるため、時間は過ぎ去ると述べました。この議論は、破れたカップが自然に治癒できないか、人間が逆に戻ることができないなど、生活における多くの一般的な現象を説明するのに役立ちます。
しかし、物理学の基礎方程式、ニュートン法則から量子物理学におけるシュレイダーソン方程式まで、すべてが時間の逆転を可能にすると、逆説が生じます。
数学的には、時間の変動をtで割ると、これらの方程式は依然として正しい。それは、私たちの周りの世界が明らかに単一の時間軸でのみ機能している場合、理論と現実の間に大きな矛盾を生み出している。
この矛盾を説明するために、以前の多くの仮説は、原因が外部環境にあることを示しています。そのアプローチによると、もともと脆弱な量子状態は、周囲の環境と相互作用するときに破壊されます。これは量子リンク喪失と呼ばれる現象です。したがって、時間は不可逆的になります。
しかし、海南大学(中国)の物理学者カイ・チンユ氏が率いる研究グループは、外部からの影響を検討する代わりに、環境への影響のない完全に閉鎖された量子系を研究するという別のアプローチを選びました。
結果は、システム内の粒子が互いに相互作用するとき、それらは量子相関と呼ばれる相関関係を形成します。一度出現すると、これらの相関関係は「締め付けられ」、取り除くことができません。研究グループは、これらの相関関係を完全に破壊できる操作は存在しないことを数学的定理によって証明しました。
それは、閉鎖された量子システムでは、粒子間で共有される情報量が常に時間とともに増加していることを意味し、このプロセスは不可逆的です。内在的な相互作用の継続的な増加こそが、時間の一方通行の方向性を生み出しました。
中国科学アカデミーのソン・チャンプ教授は、この研究は、量子物理学とマクロ世界の馴染み深い法則を結びつける上で重要な進歩であると評価しました。
しかし、著者らはまた、結果は理論モデルにとどまっており、将来検証するためにさらに多くの実験的研究が必要であると慎重に述べています。
