Сложно сказать, от чего зависит, является ли система обратимой во времени или нет. Железо ржавеет, статуи трескаются, а изменения материалов вроде стекла не имеют ничего общего с внешними коррозионными силами. Некристаллические субстанции — некоторые полимеры, аморфные твердые тела — приходят в теоретически стабильное состояние согласно своим собственным правилам энтропии. Можно сказать, что в этом случае имеет место специальная теория относительности, основанная не на гравитации или ускорении, а на постепенной реконфигурации молекул под действием термодинамики.

В теоретической физике концепция старения стеклянных материалов в результате изменения конфигурации молекул известна с начала 1970-х. В одной из моделей, описывающих эти процессы старения, есть концепция «времени материала» — времени, скорость движения которого меняется вместе с возрастом стекла. Экспериментальным путем наблюдать время материала прежде не получалось из-за того, что стекло стареет крайне медленно, сообщает Science Alert.

Команда ученых из Технического университета Дармштадта придумала, как использовать чувствительные видеокамеры для записи рассеянного лазерного света, который, падая на стекло, формировал картину интерференции. Статистически ее можно было интерпретировать как колебания, которые передают суть рассматриваемого времени внутри трех разных субстанций, из которых состоит стекло.

Вместо движения к равновесию ученые обнаружили свидетельство обратимости времени на молекулярном уровне, на которую действовали различные конфигурации частиц. Если смотреть на этот процесс в записи, невозможно определить, проигрывается ли видео вперед или назад.

Впрочем, это не означает, что старение материалов можно обратить вспять, подчеркнули исследователи. В целом, система непременно придет в состояние, определяемое энтропией. И все же крошечные колебания молекулярных маятников не способствуют этому и ведут себя так, будто стрелы времени не существует.

«Вдобавок к демонстрации непосредственных измерений времени материи наши открытия определяют фундаментальное свойство старения в иных условиях, что ставит перед современной теорией старения новые вызовы», — написали авторы статьи, вышедшей в Nature.

Движение времени от прошлого в будущее — центральная характеристика нашего восприятия мира. Но как именно этот феномен стрелы времени возникает в микроскопических взаимодействиях частиц и клеток, остается загадкой. Авторы статьи в журнале Physical Review Letters попробовали раскрыть эту тайну. Их открытия могут иметь далеко идущие последствия для физики, нейробиологии и других научных дисциплин.