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[涨姿势] 复杂光问题的解决方案表明时间只能前进

作者：精品下载站 日期：2024-12-13 16:26:56 浏览：14 分类：涨姿势

复杂光问题的解决方案表明时间只能前进

光的行为也可能与时间之箭有根本的联系。

[涨姿势] 复杂光问题的解决方案表明时间只能前进

光传播还可能取决于完全向前移动的时间。

图片来源：Matias Koivurova，东芬兰大学

光是我们世界中非常熟悉的东西，但当你仔细观察它时，它仍然可以抛出一些令人难以置信的曲线球。新发现的一个现象来自一个相当成熟的现象：当光穿过界面时会发生什么？那可能是玻璃、水或完全不同的东西。解决方案早已确定，但科学家们现在发现中间发生了一些奇怪的事情。

当光穿过界面时，其速度会发生变化。界面一侧或另一侧的光行为的解决方案是完善的标准波动方程。它们可以毫无问题地链接起来（分段连续解决方案），但这仍然无法解释接口本身发生的情况。在那里，波应该经历当前解决方案未考虑到的加速度。 

现在，在具有一空间维度和一时间维度的宇宙的情况下，提出了一个方程。

“基本上，我找到了一种非常巧妙的方法来推导 1+1 维度的标准波动方程。我需要的唯一假设是波速是恒定的。  然后我想：如果它不总是恒定的怎么办？事实证明，这是一个非常好的问题。”主要作者、东芬兰大学助理教授 Matias Koivurova 在一份声明中说道。

该团队提出了加速波动方程。起初，这个解决方案没有意义，但物理学家意识到他们需要一个参考速度：真空中的光速。求解方程可以在界面及其两侧提供正确的解，但它有一个关键要求。需要时间才能继续前进。

时间之箭是科学中相当重要的概念。在物理学中，我们更经常谈论热力学时间箭头。在所有孤立的系统中，熵随着时间的推移而增加。这清楚地给时间指明了方向。

这个方程尽管只有一个维度，但似乎表明时间之箭不仅仅来自热力学，而且可能是自然的固有属性，即使是传播光也应该遵守。

对于光学领域来说，解决这个方程意味着解决困扰物理学家多年的长期争议。

“物理学中有一场非常著名的辩论，称为亚伯拉罕-闵可夫斯基之争。争议在于，当光进入介质时，它的动量会发生什么变化？研究负责人马可·奥尔尼戈蒂教授解释说，明科夫斯基说动量增加了，而亚伯拉罕则坚持认为动量减少了。

实验证据支持双方，并且根据新方程，由于相对论效应，动量是守恒的。它仅看起来会增加或减少，具体取决于您如何看待它。

“我们发现我们可以为波赋予一个‘固有时间’，这与广义相对论中的固有时间完全相似，”奥尔尼戈蒂继续说道。

这项工作从一个特定的光学难题跳到了宇宙可能的基本真理。如果时间之箭总是朝一个方向前进，我们可能不得不告别时光旅行回到过去的梦想。

该研究发表在《Optica》杂志上。

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