Presnejšie meranie hodín môže prispieť k zvýšeniu neusporiadanosti vo vesmíre
Pokus fyzičky z Oxfordskej univerzity ukazuje, ako vplýva presnejšie meranie času na nárast entropie.
Nová štúdia ukázala, že presnejšie hodiny môžu zväčšovať entropiu vesmíru, píše portál Science Alert. Štúdiu vypracovala fyzička z Oxfordskej univezity, Natalia Ares.
Entropia je fyzikálna veličina, ktorá meria neusporiadanosť, náhodnosť, alebo neporiadok určitého systému. Druhý termodynamický zákon uvádza, že entropia systému sa musí zvyšovať. Inými slovami by sa dalo hovoriť aj o šípke času, pretože entropia je jedna z mála jednotiek, ktoré vo fyzike určujú pohyb času do jedného smeru.
V minulosti bola hodnota entropie malá a pohybom do budúcnosti čoraz viac narastá. Entropia, alebo aj neusporiadanosť, či neporiadok, dokáže vysvetliť viaceré vlastnosti vesmíru. Jedným príkladom je to, prečo je jednoduchšie zmiešať veci dokopy, než ich rozdeliť. Práve kvôli narastajúcej neusporiadanosti je entropia zasadená do nášho vnímania času.
„Ak chcete mať presnejšie hodiny, musíte za to zaplatiť. Zakaždým, keď meriame čas, zvyšujeme entropiu vesmíru,“ vyjadrila sa Natalia Ares, z Oxfordskej univerzity.
Prepojenie entropie a času fascinovalo vedcov celé desaťročia. Stroje, ako napríklad hodiny, produkujú entropiu formou vyžarovaného tepla. Fyzici však dokázali, že miniatúrne atómové hodiny, ktoré merajú čas pomocou laserom ochladených atómov, vytvárajú viac entropie, čím presnejšie merajú čas. Problém bolo dokázať, že aj väčšie a komplexnejšie hodiny fungujú na rovnakom princípe.
„Hodiny sú svojim spôsobom niečo ako malé parné motory. Musíte do nich vložiť energiu aby fungovali. Ak teda chcete, aby pravidelne tikali, musíte ich rozhýbať, čím prispejete k vytváraniu entropie,“ tvrdí Natalia Ares.
Presnejšie merania
Aby svoju teóriu otestovala, Ares a jej tím postavili zjednodušené hodiny, ktoré boli tvorené 50-nanometrov hrubou a 1.5-nanometrou hrubou membránou. Membrána bola pripevnená na drobných paličkách, cez ktoré prúdila elektrina. Pokus ukázal, že silnejšie elektrické signály znamenali, že hodiny tikali pravidelnejšie. Cenou však bolo pridanie tepla, čiže pridanie entropie do systému.
Neprehliadnite
Niektorí predpokladajú, že ak by hodiny neprodukovali entropiu, mohli by ísť dozadu rovnako, ako aj dopredu. Teoretizuje sa aj o tom, že viac entropie môže chrániť hodiny pred zaseknutím, alebo posunutím sa dozadu.
„Nevieme to zatiaľ naisto, avšak môže existovať proporčný vzťah medzi presnosťou a entropiou. Vyzerá to tak, že presnosť je prepojená s druhým termodynamickým zákonom,“ dodáva Natalia Ares.
Objav vedcov môže pomôcť dizajnu hodín v budúcnosti, no ich práca má aj väčšie ciele. Pokúsia sa zistiť, ako sa vzťahujú termodynamické zákony na drobné, nano-zariadenia.
Komentáre