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物理學家在玻璃中發現時間可逆的證據

一項新的研究揭示,某些材料中的時間可能偶爾會發生逆轉。

時間的無情行進可能確實等待不了任何人,但德國達姆斯塔特工業大學和丹麥羅斯基爾德大學的研究人員進行的一項新實驗表明,在某些材料中,時間可能偶爾會發生錯亂。

他們研究了類似玻璃的物質老化的方式,發現了首個物質基礎的時間可逆性的物理證據。

大部分的物理定律對時間的箭頭(表示時間前進方向的隱喻)並不在意。翻轉一個描述對象移動的方程,你就可以輕鬆計算出它的起點。我們說這類定律是可逆的。

儘管許多個別的定律對時間嗤之以鼻,但我們宇宙的命運整體上是由無法避免的混亂所主導的。在一個方向上,是新鮮的雞蛋。在另一個方向上,是炒蛋。無論你計算得多精細,都無法再得到一個完整的雞蛋。

科學術語來說,我們可能會說時間是熱力學第二定律的一個特徵--封閉系統比過去更加無序的傾向,這是無法輕易倒轉的。

確定一個物質系統是時間可逆的還是由熵所驅動的,這很難說。我們可以很容易地想像一輛老舊的汽車生鏽、一座雕像風化或一個擱淺的船慢慢腐爛,但像玻璃這樣的材料可以以與外部腐蝕力量無關的方式慢慢改變。

由於液體一樣的顆粒混亂組成,包括各種聚合物和像玻璃這樣的非晶體固體根據自身熵驅動的鐘表放鬆到理論上的穩態。將其視為一種基於重力或加速度,而是穩定地重新配置各種分子熱力學下落的特殊相對論。

(示意圖)

物理學家將這種衰老的衡量稱為物質時間。雖然這個概念自1970年代初就有了,但在所謂的Tool–Narayanaswamy形式主義中,從來沒有被實驗測量過。

這有充分的理由。玻璃以無法通過近距離觀察捕捉到的方式慢慢老化。

"這是一個巨大的實驗挑戰,"達姆斯塔特工業大學的冷凝物理學家Till Böhmer說。他是這項研究的主要作者。

研究團隊巧妙地利用了一個高靈敏度的攝影機來記錄分散的雷射光束,當光束擊中玻璃樣品時,形成的干涉圖樣可以被統計解釋為表達三種不同玻璃成質物質時間的波動。

他們發現,而不是被鎖定在通向平衡的道路上,他們發現了時間在分子層面上可逆的證據,隨著顆粒推拉彼此進入新的排列,時間可變化。倒轉整個過程,就無法判斷電影是正向播放還是倒退播放。

"然而,這並不意味著材料的衰老可以倒退," Böhmer說。

整體上,系統註定會在熵的決定下沉入一種狀態。

然而,分子鐘擺的微小擺動並不對這個過程做出貢獻,像是不受周圍時間潮流的影響一般地來回擺動。

責任編輯: 李華  來源:煎蛋網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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