Mini-wszechświat mierzy czas bez zegara

13 cze 2026

Giovanni Barontini z Uniwersytetu Birmingham zbudował laboratoryjny model „mini-wszechświata” z ultrazimnych atomów rubidu. W tym układzie upływ czasu nie jest odmierzany przez zewnętrzny zegar, lecz wynika ze zmian zachodzących wewnątrz samego systemu.

Eksperyment opisano w „Physical Review Research”. Barontini schłodził około 24 tys. atomów rubidu do temperatury zaledwie kilku miliardowych części stopnia powyżej zera bezwzględnego. W takich warunkach atomy tworzą wspólną kwantową chmurę, którą można kontrolować światłem laserowym.

Fizyk podzielił chmurę na dwie części za pomocą laserowej bariery. Jedna była obserwowana i została nazwana sektorem jasnym. Druga pozostała ukryta jako sektor ciemny. Atomy mogły przechodzić przez barierę w obie strony, a ich ruch stał się wewnętrzną miarą zmian.

Obserwowany sektor zachowywał się jak bardzo uproszczony kosmos. Rozszerzał się, osiągał maksimum, a potem kurczył się i zapadał. Cały cykl trwał około jednej dziesiątej sekundy. Badacze porównują go do miniaturowego Wielkiego Wybuchu i Wielkiego Kolapsu, choć chodzi o laboratoryjny analog, a nie prawdziwy wszechświat.

Kluczowe było śledzenie rozkładu atomów. Gdy zmieniał się sektor jasny, pojawiał się własny kierunek czasu. Gdy wymiana między sektorami zanikała, czas entropiczny zwalniał, a przy braku zmian zatrzymywał się. Zewnętrzny mechanizm odmierzający sekundy nie był potrzebny.

Barontini nazwał tę wielkość czasem entropicznym. W eksperymencie płynął on w jednym kierunku, porządkował zdarzenia w cyklach rozszerzania i zapadania oraz przyspieszał albo zwalniał zależnie od tego, jak szybko entropia przepływała między dwiema częściami układu.

Eksperyment dotyka jednego z najstarszych problemów fizyki teoretycznej. W niektórych modelach grawitacji kwantowej czas nie jest podstawowym składnikiem rzeczywistości. Równania opisują wszechświat jako całość, bez zewnętrznego parametru, który wskazywałby, co dzieje się „przed”, a co „po”. Ludzie widzą jednak świat inaczej: starzeją się, pamiętają przeszłość i obserwują nieodwracalne zmiany.

Do tej pory spór o taki czas toczył się głównie na tablicach i w równaniach. Eksperyment z Birmingham przenosi go do laboratorium. Zamiast pytać wyłącznie o kosmos jako całość, można badać chmurę atomów, w której jedna część pełni rolę zegara dla drugiej.

Badanie nie rozwiązuje zagadki czasu i nie dowodzi, że wszechświat działa dokładnie tak jak chmura rubidu. Model jest celowo uproszczony. Ma jednak tę zaletę, że można go powtarzać, stroić laserową barierę i sprawdzać, jak zmienia się tempo czasu entropicznego.

Barontini pokazał też, że równanie Schrödingera można zapisać w wersji opartej na czasie entropicznym. Symulacje odtworzyły zachowanie atomów, co daje fizykom narzędzie do testowania pomysłów znanych dotąd głównie z kwantowej kosmologii i teorii grawitacji.

Laboratoryjny „mini-wszechświat” może posłużyć do badania modeli Wielkiego Kolapsu, kwantowego odbicia albo analogów czarnych dziur. W szklanej komorze w Birmingham nie ma prawdziwego kosmosu, ale jest układ, który pozwala sprawdzać, czy czas musi być tłem zdarzeń, czy może rodzić się z ich wzajemnych zmian.


Fot. University of Birmingham / Aparatura Uniwersytetu Birmingham użyta do chłodzenia atomów rubidu blisko zera bezwzględnego.

Najnowsze

Dzień Zmarłych. Historia pamięci, która łączy pokolenia

Dzień Zmarłych. Historia pamięci, która łączy pokolenia

Początek listopada w Polsce to czas wspominania zmarłych, łączący chrześcijańskie modlitwy z dawnymi wierzeniami. Uroczystość Wszystkich Świętych oraz Dzień Zaduszny sprzyjają refleksji nad przemijaniem. Tradycje te, rozwijające się przez wieki, obejmują zarówno religijne praktyki, jak i osobiste wspomnienia, łącząc historie rodzinne z wielką historią.

Burdy polityków wokół Trybunału Konstytucyjnego

Burdy polityków wokół Trybunału Konstytucyjnego

W nocy z 30 na 31 października doszło do konfliktu między politykami a sędziami Trybunału Konstytucyjnego, dotyczącego kierownictwa TK. Prezydent Nawrocki miał wtargnąć na teren Trybunału, a policja interweniowała dla zapewnienia bezpieczeństwa. Sytuacja ukazuje, jak politycy traktują Trybunał jako pole do walki, podważając jego niezależność.

Niedopełnienie obowiązków na szczycie państwa. Duda, Nawrocki i blokowany Trybunał

Niedopełnienie obowiązków na szczycie państwa. Duda, Nawrocki i blokowany Trybunał

Analiza zachowań Andrzeja Dudy dotyczących ślubowania sędziów Trybunału Konstytucyjnego wskazuje na możliwe naruszenie obowiązków urzędowych, co może wiązać się z odpowiedzialnością konstytucyjną. Blokowanie ślubowania przez Karola Nawrockiego również wymaga oceny, czy stanowi nadużycie uprawnień. Z kolei immunitet sędziów nie powinien uniemożliwiać sprawiedliwości.

Halloween czy Dziady? Polska miała swoje święto zmarłych na długo przed amerykańską modą

Halloween czy Dziady? Polska miała swoje święto zmarłych na długo przed amerykańską modą

Halloween w Polsce wywołuje kontrowersje, łącząc obawy o kulturowe zagrożenia z zapomnieniem o tradycji Dziadów, obrzędzie upamiętniającym zmarłych, który istnieje tu od czasów przedchrześcijańskich. Obie te praktyki mają wspólne korzenie związane z pamięcią o zmarłych. Warto zastanowić się, dlaczego tak mało Polaków zna Dziady, a jednocześnie tak dobrze przyjmuje amerykańskie Halloween. To nie przebieranki dzieci są zagrożeniem dla polskiej kultury, ale zapomnienie o własnej historii i bogatych tradycjach, które na przestrzeni wieków ewoluowały pod wpływem różnych wierzeń.

Zakaz handlu w niedziele. Ponad 60 proc. Polaków jest za zmianami w kierunku liberalizacji.

Zakaz handlu w niedziele. Ponad 60 proc. Polaków jest za zmianami w kierunku liberalizacji.

Według najnowszych badań, 60,5% Polaków jest za zwiększeniem liczby niedziel handlowych, przy czym największy odsetek (27,5%) opowiada się za otwarciem sklepów w każdą niedzielę. 19% preferuje handel w dwie niedziele w miesiącu, a 14% – w jedną. Tylko 30,8% ankietowanych chce utrzymania obecnych ograniczeń. Eksperci zauważają, że wyniki wskazują na potrzebę większej elastyczności w organizacji zakupów, co może pomóc w dostosowaniu ofert do potrzeb konsumentów. Istotne będą także koszty operacyjne oraz lokalizacja sklepów w kontekście ewentualnych zmian.

Sprawdź również

Polska cyfrowa?

Polska cyfrowa?

Raczej klient cudzych technologii. Miliardy odpływają za granicę Polska lubi mówić o cyfryzacji, sztucznej inteligencji i nowoczesnej gospodarce. Problem w tym, że coraz częściej jesteśmy nie producentem technologii, ale jej klientem. Według danych Sieci Badawczej...