Nhà Nghiên Cứu Hải Nam Đề Xuất Lý Thuyết Mới Về Mũi Tên Thời Gian Dựa Trên Tương Quan Lượng Tử

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Hải Nam, Trung Quốc, dưới sự dẫn dắt của nhà vật lý Cai Qingyu, đã công bố một đề xuất lý thuyết mới nhằm giải thích tính chất không thể đảo ngược của 'mũi tên thời gian' theo hướng tiến về tương lai. Công trình, được công bố vào cuối năm 2025, cung cấp một lời giải thích dựa trên vật lý lượng tử, bổ sung cho cách giải thích truyền thống dựa trên entropy, hay Mũi tên Thời gian Nhiệt động lực học.

Trong khi các định luật của cơ học cổ điển và thuyết tương đối đều thể hiện tính đối xứng thời gian, cho phép thời gian về lý thuyết có thể đảo ngược, trải nghiệm hàng ngày lại cho thấy tính bất thuận nghịch rõ rệt, ví dụ như một chiếc ly bị vỡ không thể tự phục hồi. Lý thuyết mới này chuyển trọng tâm sang các tương quan lượng tử, dựa trên Định luật thứ hai của Nhiệt động lực học và sự gia tăng của vướng víu lượng tử trong các hệ thống. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh bằng toán học, thông qua một 'định lý không thể', rằng một khi các tương quan lượng tử được thiết lập giữa hai hạt, không có quá trình vật lý nào có thể xóa bỏ hoặc khôi phục thông tin ban đầu của các hạt đó, bất kể trạng thái môi trường là gì.

Quá trình truyền thông tin không thể phục hồi này tạo ra tính đơn hướng tự động cho sự trôi qua của thời gian. Khác biệt với các lý thuyết trước đây vốn giả định sự gia tăng vướng víu lượng tử với môi trường gây ra hiện tượng 'mất kết hợp' (decoherence) và mũi tên thời gian, lý thuyết của Cai nhấn mạnh rằng việc ghi lại không thể đảo ngược của cùng một tương quan chính là cơ sở cơ bản cho mũi tên thời gian. Sự khác biệt này chuyển trọng tâm từ các yếu tố bên ngoài sang cấu trúc nội tại của hệ thống lượng tử.

Ý nghĩa của những khám phá này là rất lớn, vì việc 'đánh thuế' thời gian trong quá khứ sẽ đòi hỏi sự vi phạm các định luật cơ bản chi phối cấu trúc thực tại, do thông tin của quá khứ đã được mã hóa trong hiện tại thông qua quá trình tương quan này. Nghiên cứu này bắc cầu nối giữa cơ học lượng tử và kinh nghiệm đời thường, xác lập quỹ đạo độc nhất của thời gian. Các nhà vật lý như Ludwig Boltzmann từ thế kỷ 19 đã liên kết mũi tên thời gian với entropy, nhưng nghiên cứu của Đại học Hải Nam giải thích sự bất thuận nghịch ở cấp độ vi mô, nơi các hạt tương tác và chia sẻ thông tin.

Cơ học lượng tử khác biệt với vật lý cổ điển tất định ở chỗ nó hoạt động dựa trên xác suất và sự chồng chập lượng tử. Việc hiểu được sự chuyển đổi từ tính đối xứng thời gian trong các phương trình cơ bản sang tính bất thuận nghịch trong kinh nghiệm hàng ngày là một thách thức lớn của vật lý hiện đại. Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Annals of Physics, đại diện cho một bước tiến quan trọng trong việc thống nhất các mô tả về thực tại ở các quy mô khác nhau, từ hạt hạ nguyên tử đến trải nghiệm vĩ mô của chúng ta về dòng chảy thời gian.