Профессор Новгородского государственного университета Анатолий Захаров предложил новое объяснение одной из фундаментальных проблем физики — необратимости времени. Ученый считает, что причина, по которой разбитая чашка не собирается обратно, заключается не только в вероятности случайного движения атомов, но и в особенностях передачи энергии между ними.
Более ста лет физики пытаются объяснить противоречие между законами классической механики и наблюдаемыми процессами в природе. Уравнения движения отдельных атомов допускают обращение времени вспять: теоретически частицы могут двигаться в обратном направлении, не нарушая законов механики. Однако в реальном мире остывший чай сам собой не нагревается, а осколки разбитой посуды не складываются обратно.
Традиционное объяснение основано на статистической физике. Согласно ему, вероятность того, что атомы случайным образом займут положение, соответствующее целой чашке, практически равна нулю. Захаров предлагает рассматривать не вероятность, а конкретный физический механизм, который делает процессы необратимыми.
Ученый использует идею конечной скорости распространения взаимодействий между атомами. В отличие от классической механики Ньютона, где силы действуют мгновенно, в его модели частицы взаимодействуют через релятивистское поле. Для передачи воздействия требуется время.
Когда атомы движутся, часть их энергии передается этому полю и распространяется в виде волн. Поле обладает бесконечным числом степеней свободы, поэтому энергия распределяется между огромным количеством возможных состояний. Полностью вернуть ее обратно к атомам уже невозможно.
Именно этим физик объясняет необратимость процессов. Когда чашка разбивается, энергия не просто перераспределяется между ее осколками: часть уходит в окружающее поле и рассеивается. Даже если мысленно обратить движение атомов, изменения поля не позволят системе вернуться в исходное состояние.
Захаров занимается этой проблемой около 15 лет. Его подход возвращается к идее физика Вальтера Ритца, который еще в начале XX века связывал необратимость с запаздыванием взаимодействий. Однако новгородский ученй развивает ее с использованием современной теории релятивистских полей.
У работы уже появилось продолжение за пределами физики. Американские исследователи применили предложенный Захаровым метод для описания динамики взаимодействующих клеточных систем живого организма.
Таким образом, исследование предлагает альтернативный физический механизм объяснения необратимости — через запаздывание взаимодействий и распространение энергии в поле.
Читайте также: Подводный телескоп на глубине 2,4 км помог проверить теорию относительности Эйнштейна