Svemir i vrijeme

Precizno mjerenje vremena povećava entropiju Svemira

L.B.

Točno mjerenje vremena dolazi uz određenu cijenu. Maksimalna točnost sata izravno je povezana s razinom ‘nereda’, odnosno entropije’, svaki puta kada otkuca.

Natalia Ares sa Sveučilišta Oxford i njezini kolege do ovog su otkrića došli pomoću malenog sata s točnošću koja se može kontrolirati. Sat se sastojao od membrane silicijevog nitrida debele 50 nanometara, koja vibrira pod utjecajem električne struje. Svaki puta kada bi se membrana jednom pomaknula gore i dolje, a zatim vratila u svoj početni položaj, istraživači su prebrojali otkucaj, a regularnost intervala između otkucaja predstavljala je preciznost sata.

Kako se točnost sata povećavala, tako je i toplina proizvedena u tom sustavu rasla, a to je povećalo entropiju potiskujući obližnje čestice. Ovo je navelo Ares i njezin tim na zaključak da “čim je sat precizniji, nekako to plaćamo.”

U ovom slučaju, plaćamo unosom više energije reda u sat, koja se zatim pretvara u entropiju. Tako mjereći vrijeme povećavamo entropiju Svemira. A što više entropije postoji u Svemiru, to je on bliži svojoj eventualnoj propasti. Iako ovo može navesti na zaključak da bismo možda trebali prestati mjeriti vrijeme, Ares uvjerava da su razmjeri entropije koju ovo stvara toliko mali da nema razloga za zabrinutost.

“Povećanje entropije u računanju vremena može biti povezano sa "pravcem vremena", kaže Marcus Huber iz Austrijske akademije znanosti u Beču, koji je bio dio istraživačkog tima.
Pretpostavlja se da je razlog tome što vrijeme teče samo prema naprijed taj što se ukupna količina entropije u Svemiru neprestano povećava, stvarajući poremećaj koji se više ne može dovesti u red.

Kad su istraživači uspoređivali svoje rezultate s teoretskim modelima razvijenim za satove koji se oslanjaju na kvantne učinke, bili su iznenađeni otkrićem da je odnos između točnosti i entropije jednak za oboje.

"Mislim da to ukazuje na ovu univerzalnost načina na koji se zakoni termodinamike primjenjuju na satove", kaže Ares.

Ipak, još ne možemo biti sigurni jesu li ovi rezultati zapravo univerzalni, jer postoji mnogo vrsta satova za koje odnos između točnosti i entropije nije testiran. "Još uvijek nije jasno kako se ovaj princip odvija u stvarnim uređajima kao što su atomski satovi, koji pomiču krajnje kvantne granice točnosti", kaže Mark Mitchison s Trinity Collegea u Dublinu.

“Razumijevanje ovog odnosa moglo bi biti korisno za dizajniranje satova u budućnosti, pogotovo onih koji se koriste u kvantnim računalima i drugim uređajima gdje su preciznost i temperatura presudni”, zaključuje Ares.

Izvor: New Scientist

Možda će vas zanimati