Эйнштейн ошибся: возможно, пространства-времени вообще не существует

В XIX веке учёные придерживались мнения, что пространство и время — это две отдельные категории. Однако новая когорта исследователей предполагает, что они могли быть правы, ставя под сомнение устоявшуюся концепцию четырехмерного пространства-времени. В своих исследованиях учёные изучили поведение квантового бита во времени и обнаружили неожиданные параллели с геометрией трехмерного пространства.

Исследователи опубликовали свою работу на сервере препринтов arXiv, как сообщает New Scientist.

Кубит — это квантовый элемент, который может находиться в двух состояниях одновременно, например, в двух различных спинах. Благодаря квантовой суперпозиции, кубит может существовать в комбинации этих состояний, что невозможно для классических объектов.

На протяжении долгого времени физики выдвигали гипотезы о существовании скрытой связи между квантовыми объектами и геометрией пространства. Теперь же учёные предполагают, что эта геометрия может быть закодирована в поведении кубита во временной перспективе.

Чтобы проверить свою гипотезу, учёные разработали математическую модель кубита, который можно измерять последовательно в течение определённого временного периода. Исследователи проанализировали, как результаты этих измерений могут зависеть от временных интервалов, не зная начального состояния кубита. Это можно сравнить с попыткой понять, каким образом поведение кубита в настоящее время связано с его действиями в прошлом.

В ходе анализа учёные обнаружили, что структура взаимосвязей данных напоминает трёхмерную геометрию. Они вывели формулу для измерения расстояний, которая соответствует Евклидовой метрике.

Авторы исследования отметили, что геометрия пространства намного сложнее той, которую удалось вывести с помощью кубита во времени. Тем не менее, вывод Евклидовой метрики без знания начального состояния кубита может указывать на связь между пространством, временем и квантовой информацией.

Исследователи пришли к выводу о том, что время каким-то образом отделено от пространства, поскольку геометрия трёхмерного пространства может быть выведена исключительно из временных изменений.

Пространство и время традиционно рассматриваются как составляющие четырехмерного континуума, известного как пространство-время, который является основой физической реальности. Отказ от этого континуума противоречит законам специальной теории относительности Эйнштейна, что делает новую гипотезу весьма спорной. Тем не менее, некоторые учёные считают, что пространство и время могут быть разделены. Существуют теории, предполагающие, что время может восприниматься как последовательность моментов, без осмысленного прошлого и будущего.

Критики данной работы утверждают, что она не объясняет механизм, с помощью которого пространство может возникать из времени.

Тем не менее, авторы уверены, что в будущем их гипотезу можно будет проверить экспериментально. Например, ультрахолодные квантовые объекты, такие как кубиты в квантовых компьютерах, могут находиться в состояниях суперпозиции, аналогичных тем, которые исследуются в их работе. Однако, вероятно, многие математические вопросы останутся без ответа, и дискуссии о природе пространства-времени будут продолжаться долго.

Авторы исследования предполагают, что пространство-время может быть просто удобной моделью для описания процессов во Вселенной, и в конечном итоге оно может оказаться вовсе необязательным.