Тайна "стрелы времени" раскрывает свои загадки
Фантастические идеи и гипотезы, связанные с машиной времени приоткрывают завесу тайны →
Стрела времени — это концепция, предполагающая "одностороннее направление" или "асимметрию" времени, описывающая время как прямую, протянутую из прошлого в будущее. Из любых двух несовпадающих точек оси времени одна всегда является будущим относительно другой. Концепция была разработана в 1927 году британским астрофизиком Артуром Эддингтоном и представляет собой нерешенный вопрос общей физики.
Стрела времени в контексте термодинамики — это принцип, согласно которому в микроскопической организации физических систем нарастает неупорядоченность, т.е. микроскопические устройства физических систем имеют тенденцию к увеличению случайности, переходя от более упорядоченного состояния к менее упорядоченному. Чем больше порядок системы, тем сложнее восстановить его из беспорядка.
Получается, что склонность Вселенной к хаосу и является фундаментальной причиной течения времени в одном направлении.
Специалисты из Центра аспирантуры Городского университета в Нью-Йорке подключились к исследованию стрелы времени. Теоретики разбили основную задачу на два вопроса. Первый — рассмотреть конкретную систему и выяснить, можно ли количественно оценить силу ее стрелы времени. Во-вторых, необходимо было определить, как эта сила возникает на микроскопическом уровне, на уровне взаимодействия клеток и нейронов, и в конечном итоге распространяется на систему в целом.
Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи попытались разбить локальную стрелу времени, рассматривая конкретные части системы и их взаимодействие. А частями, например, могут быть нейроны, функционирующие в сетчатке глаза, которые могут быть разбиты на несколько групп: те, которые работают по одному, те, которые работают парами, тройками и так далее и затем объединяются в систему в виде сетчатки.
Учёные проанализировали результаты предыдущих экспериментов по изучению реакции нейронов сетчатки глаза саламандры на просмотр различных фильмов.
В одном ролике единственный объект двигался хаотично по экрану, в другом были сложные сцены, снятые на природе.
Исследователи неожиданно для себя обнаружили, что сетчатка демонстрировала более сильную стрелу времени (более сильную необратимость, соответственно), когда саламандре показывали ролик с хаотичным движением, чем с естественными сценами и видами природы.
Таким образом, исследователи пришли к выводу, что, несмотря на такие большие различия в силе локальной стрелы времени в ответ на разные входы, способ построения крупномасштабной необратимости из мелкомасштабной динамики является последовательным — доминирующую роль играют корреляции между парами нейронов.
"Эти результаты могут представлять особый интерес для исследователей в области неврологии. Они могли бы, например, привести к ответам на вопрос о том, по-разному ли функционирует стрела времени в мозгах, которые являются нейроатипичными. Предложенная декомпозиция локальной необратимости, также известная как стрела времени, представляет собой элегантную общую структуру, которая может предоставить новую перспективу для изучения многих многомерных неравновесных систем", — отметили исследователи.
Данная работа открывает путь для будущих исследований в вопросах того, что могут ли физические связи между нейронами объединяться для создания коллективной стрелы времени.
• Вы также можете поддержать проект лайком или материально:
• Поддержать проект →
• Мои: ЖЖ → | дзен Новости → | дзен Космос → | дзен Наука → | дзен Политика → | сообщество «Новости 24» →