Nedavno provedeni eksperiment istraživačkih timova s Tehničkog sveučilišta u Darmstadtu u Njemačkoj i Sveučilišta u Roskildeu u Danskoj ukazuje na mogućnost da se u nekim materijalima, kao što je staklo, tok vremena može povremeno izmijeniti. U drugim riječima, znanstvenici su ukazali o potencijalnim svojstvima reverzibilnosti vremena u staklu.
Ovo istraživanje procesa starenja materijala poput stakla rezultiralo je otkrićem prvih fizičkih dokaza koji ukazuju na to da je mjerilo vremena u određenim materijalima reverzibilno. Većina zakona fizike ne uzima u obzir smjer vremena. Ako okrenemo jednadžbu koja opisuje kretanje objekta, možemo jednostavno izračunati njegovu početnu točku. Takve zakone opisujemo kao vremenski reverzibilne. Iako se mnogi pojedinačni zakoni čine neosjetljivima na smjer vremena, opća sudbina našeg Svemira usmjerena je prema neizbježnom kaosu. Na jednoj strani su svježe položena jaja, na drugoj omleti. Nikakvi proračuni ne mogu vratiti jaje u njegovu originalnu formu.
Drugi zakon termodinamike
U znanstvenom kontekstu, vrijeme se može shvatiti kao element drugog zakona termodinamike – tendencija izoliranih sustava da postaju sve više neuredni tijekom vremena na načine koji se teško mogu obrnuti. Utvrđivanje što uzrokuje da materijalni sustav bude vremenski obrnut ili vođen entropijom predstavlja kompleksan izazov. Dok su procesi poput hrđanja starog automobila, erozije kipa ili propadanja broda nasukanog na obali očiti, materijali kao što je staklo prolaze kroz spore promjene koje nisu posljedica vanjskih korozivnih sila.
Sastoji se od skupina čestica koje nalikuju tekućini, nekristalne tvari, uključujući različite polimere i amorfnu čvrstu tvar kao što je staklo, postupno prelaze u teoretski stabilno stanje vođeno njihovim vlastitim zakonima entropije. Ovaj proces može se usporediti s posebnom teorijom relativnosti, koja se ne temelji na gravitaciji ili ubrzanju, već na postupnom preuređivanju molekula koje termodinamički zauzimaju svoje mjesto.
Fizičari ovaj proces starenja materijala nazivaju “materijalnim vremenom”. Iako je ovaj koncept poznat još od ranih 1970-ih, njegova primjena u sklopu Tool-Narayanaswamy formalizma nikada prije nije bila eksperimentalno potvrđena. Priroda ovog procesa leži u tome što staklo stari izuzetno sporo, te su promjene koje se događaju teško uočljive prostim promatranjem.
Zahtjevan eksperiment
“To je bio izuzetno zahtjevan eksperimentalni zadatak,” ističe glavni autor Till Böhmer, specijalist za fiziku kondenzirane materije s Tehničkog sveučilišta u Darmstadtu. Tim je koristio iznimno osjetljivu video kameru za snimanje raspršenog laserskog svjetla, koje pri udaru u uzorak stakla stvara interferencijske uzorke. Ovi uzorci mogu se statistički analizirati kao fluktuacije, pružajući uvid u “materijalno vrijeme” unutar tri različite tvari koje formiraju staklo.
Umjesto da su neizbježno usmjereni prema ravnoteži, istraživači su uočili dokaze reverzibilnosti vremena na molekularnoj razini, gdje se čestice međusobno guraju i privlače, formirajući nove konfiguracije. Obrnutim prikazom cijelog procesa, postaje nemoguće razlikovati kreće li se snimka unaprijed ili unazad.
“Međutim, to ne znači da se proces starenja materijala može obrnuti,” upozorava Böhmer. U konačnici, cijeli sustav teži ka stanju koje određuje entropija. Unatoč tome, minijaturne oscilacije molekularnih klatna ne doprinose ovom osnovnom procesu. Njihovo kretanje naprijed-natrag odvija se kao da su neovisni o dominantnim tokovima vremena koji ih okružuju.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
