Законы физики, по большей части, безразличны к направлению течения времени. Перевернув уравнение, описывающее движение объекта, можно легко вычислить его начальную точку. Такие законы называются обратимыми во времени.
Но есть те, которые не зависят от времени. Что интересно, судьба нашей Вселенной в целом определяется неотвратимой силой хаоса. Если разбирать на бытовых примерах, то с одной стороны у нас лежат только что разбитые яйца, а в другой - омлет. И никакие расчеты уже не приведут к тому, чтобы снова получить красивое, круглое яйцо.
Время - это свойство второго закона термодинамики. Изолированные системы со временем становятся все более неупорядоченными, и это невозможно обратить вспять.
Трудно определить, являются ли материальные вещества обратимыми во времени или ими движет тот самый хаос — энтропия. Опять же, у нас есть появление ржавчины, видимое старение бумаги или покрытие окислением медной статуи — это всё события, проходящие под воздействием мельчайших внешних коррозионных сил.
А с другой стороны у нас есть некристаллические вещества, в том числе различные полимеры и аморфные твердые тела (такие как стекло), которые состоят из жидкообразных сгустков частиц. Они переходят в теоретически стабильное состояние по собственным часам, управляемым энтропией.
Физики описывают это как своего рода специальную теорию относительности, основанную на устойчивой реконфигурации различных молекул, термодинамически встающих на свои места.
Эта мера старения известна как материальное время. Хотя эта концепция существует с начала 1970-х годов, ее интерпретация в рамках так называемого формализма Тула-Нараянасвами никогда не была экспериментально измерена. Это связано с тем, что стекло стареет очень медленно и не поддается простому наблюдению.
Исследователи из Технического университета Дармштадта (Германия) и Университета Роскильде (Дания) провели эксперимент, который показывает, как время может периодически перемешиваться в некоторых материалах. По словам Тилля Бёмера, физика конденсированного состояния из Технического университета Дармштадта и ведущего автора работы, это был серьезный экспериментальный вызов.
Команда использовала чувствительную видеокамеру для записи рассеяния лазерного света на стеклянном образце. Полученные интерференционные картины передавали колебания времени материала в трех различных стеклообразующих веществах.
Они обнаружили признаки обратимого времени на молекулярном уровне, когда частицы толкают и тянут друг друга в новые формы. При перемотке всего процесса направление фильма становится неразличимым.
В конечном итоге система приходит к состоянию, определяемому энтропией, однако небольшие колебания молекулярных маятников не способствуют этому процессу. Они тикают взад-вперед, казалось бы, не обращая внимания на приливы и отливы времени, которые их окружают…