Международная группа физиков изучила модели квантового коллапса и пришла к выводу, что они могут иметь неожиданные последствия не только для поведения частиц, но и для самого времени. Согласно новым расчётам, если подобные модели верны, то течение времени может быть подвержено крошечным фундаментальным флуктуациям.
Речь идёт о явлениях, которые находятся далеко за пределами возможностей современных измерительных приборов. Даже самые точные атомные часы пока не способны зафиксировать такие отклонения, однако сама идея важна для понимания связи между квантовой механикой и гравитацией.
Учёные изучили модели спонтанного коллапса
В стандартной квантовой механике частица может находиться в суперпозиции, то есть сразу в нескольких возможных состояниях, пока измерение не приведёт к коллапсу волновой функции. Однако существуют альтернативные модели, где коллапс происходит сам по себе, без участия наблюдателя.
Такие теории начали активно развивать ещё в 1980-х годах. Их отличие от обычных интерпретаций квантовой механики заключается в том, что они дают проверяемые физические предсказания, а не только предлагают разные способы объяснить одни и те же уравнения.
Гравитация может быть связана с квантовым коллапсом
Одной из ключевых моделей стала теория Диоси — Пенроуза. Она предполагает, что коллапс волновой функции может быть связан с гравитацией. В этой модели квантовая система взаимодействует со случайным гравитационным полем, причём для микрочастиц эффект почти незаметен, а для крупных объектов становится более выраженным.
Исследователи также рассмотрели модель непрерывной спонтанной локализации. В новой работе они показали, что между такими моделями и флуктуациями пространства-времени может существовать количественная связь.
Время может «тикать» не идеально ровно
Главный вывод работы заключается в том, что фундаментальная неопределённость гравитационного поля может приводить к такой же фундаментальной неопределённости в ходе времени. Иными словами, если модель верна, любые часы во Вселенной должны испытывать крайне слабые, но принципиально неустранимые колебания.
Эти флуктуации настолько малы, что сегодня не имеют практического значения. Они не влияют на повседневное измерение времени и не могут быть замечены даже с помощью самых совершенных атомных часов.
Исследование важно для поиска новой физики
Физики уже много десятилетий пытаются объединить квантовую механику и гравитацию. Первая отлично описывает микромир, вторая — поведение массивных объектов и структуру Вселенной. Однако эти теории по-разному относятся ко времени, что остаётся одной из главных проблем современной фундаментальной физики.
Новая работа показывает возможный путь к более глубокому пониманию этой связи. Если квантовый коллапс действительно связан с гравитационными флуктуациями, то изучение таких моделей может помочь приблизиться к теории, объединяющей квантовые процессы, пространство-время и гравитацию.
Проверка пока остаётся задачей будущего
Хотя предсказанный эффект слишком мал для современных экспериментов, исследование даёт физикам новый ориентир. Модели спонтанного коллапса можно сравнивать со стандартной квантовой теорией и искать ситуации, где между ними появятся измеримые различия.
Такие работы важны не из-за немедленного практического результата, а потому что они помогают проверять границы существующих теорий и искать признаки более фундаментального устройства реальности.