Fizicienii au descoperit că timpul poate curge în ambele sensuri prin materiale

Timpul pare să curgă într-o singură direcție pentru noi. Nu vedem niciodată un geam spart că se reasamblează singur pe podea. Dar fizicienii au descoperit că timpul poate curge în ambele sensuri prin materiale.

Ecuațiile care descriu mișcarea funcționează în ambele sensuri ale timpului. De exemplu, un videoclip cu un pendul care se leagănă ar arăta la fel dacă l-ați reda invers. Noi percepem timpul ca fiind ireversibil din cauza unei alte legi a naturii, a doua lege a termodinamicii. Această lege spune că dezordinea dintr-un sistem va crește întotdeauna. Dacă un geam spart s-ar reasambla, dezordinea ar scădea.

• Universul invizibil dezvăluie noi indicii despre materia întunecată
• De ce ni se pare că luna decembrie „vine mai devreme” în fiecare an?

Aceeași lege se aplică și la îmbătrânirea materialelor. Dar fizicienii de la Universitatea Darmstadt (Germania) au descoperit că nu este întotdeauna așa. Ei au descoperit că mișcarea moleculelor în sticlă sau plastic poate fi inversată în timp dacă o privim dintr-un unghi special.

Echipa condusă de Till Böhmer, de la Institutul de Fizică a Materiei Condensate din cadrul Universității Tehnice din Darmstadt, și-a publicat rezultatele în Nature Physics.

Timpul poate curge în ambele sensuri prin materiale

Sticla sau plasticul sunt alcătuite dintr-o rețea încurcată de molecule. Aceste molecule se mișcă constant și își schimbă pozițiile. Ele caută întotdeauna un stadiu de energie mai scăzut, ceea ce influențează proprietățile materialului în timp: sticla îmbătrânește.

Dar acest proces poate dura miliarde de ani pentru unele materiale, cum ar fi sticla de geam. Procesul de îmbătrânire poate fi descris prin „timpul material”. Să privim acest lucru astfel: materialul are un ceas care „ticăie” diferit față de ceasul de pe perete. Timpul materialului trece mai repede sau mai încet în funcție de cât de rapid se rearanjează moleculele din material, scrie Interesting Engineering.

Acest concept a fost propus acum aproximativ 50 de ani, dar a trecut ceva timp de când cineva a putut măsura timpul material. Cercetătorii de la Darmstadt, conduși de profesorul Thomas Blochowicz, au făcut-o pentru prima dată.

„A fost o provocare experimentală imensă”, spune Böhmer. Micile mișcări ale moleculelor trebuia înregistrate cu o cameră video foarte sensibilă. „Nu poți doar să privești cum se mișcă moleculele”, spune Blochowicz.

Putem inversa îmbătrânirea materialelor?

Dar au observat ceva. Au direcționat un laser către mostra de sticlă. Moleculele din sticlă au dispersat lumina. Razele de lumină dispersate se suprapuneau și creau un model aleatoriu de pete luminoase și întunecate pe senzorul camerei. Utilizând metode statistice, au putut calcula cum se schimba modelul în timp. Acest lucru le-a indicat cât de repede ticăia ceasul intern al materialului. „A fost nevoie de măsurători extrem de precise, posibile doar cu cele mai recente camere video”, spune Blochowicz.

Rezultatele au fost surprinzătoare. Cu ajutorul cercetătorilor de la Universitatea Roskilde (Danemarca), fizicienii au analizat mișcările moleculare în ceea ce privește timpul material. Au descoperit că timpul poate curge în ambele sensuri prin materiale. Acest lucru înseamnă că ar arăta la fel dacă timpul material ar curge invers, la fel ca în cazul videoclipului cu pendulul.

„Cu toate acestea, asta nu înseamnă că îmbătrânirea materialelor poate fi inversată”, subliniază Böhmer. Mai degrabă, rezultatul arată că conceptul de timp material este o modalitate bună de a captura partea ireversibilă a îmbătrânirii materialului. Ticăitul lui reprezintă trecerea timpului pentru material în sine.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că doar unele mișcări din material contribuie la îmbătrânire. Doar mișcările legate de timpul material contează. Pentru a ilustra acest lucru, au folosit o metaforă: copiii care se joacă în spatele unui autoturism nu afectează mișcarea acestuia.

Cercetătorii de la Darmstadt cred că această descoperire li se aplică tuturor materialelor dezordonate, nu doar sticlei sau plasticului. Au testat această ipoteză examinând două clase de materiale și simulând un material model pe un computer. Au obținut aceleași rezultate în toate cazurile.

Succesul fizicienilor este doar începutul. „Acest lucru ne lasă cu o mulțime de întrebări fără răspuns”, spune Blochowicz. De exemplu, oamenii de știință vor să știe cum este legată reversibilitatea timpului material de reversibilitatea legilor fizice ale naturii sau cum diferite materiale au ceasuri interne diferite.

Cercetătorii sunt nerăbdători să exploreze mai mult, așa că ne putem aștepta la mai multe descoperiri interesante.

Vă recomandăm să citiți și:

China a construit cel mai adânc și mai mare laborator din lume. Ce speră să găsească de la 2,3 kilometri adâncime?

Cea mai precisă măsurătoare făcută cu energia întunecată confirmă ce se va întâmpla cu Universul

Oamenii de știință au dezvoltat un oțel revoluționar care „nu poate fi explicat”

Undele gravitaționale ne-ar putea arăta cum a fost primul minut al Universului