La solución al complejo problema de la luz demuestra que el tiempo sólo puede avanzar

La luz es algo muy familiar en nuestro mundo, pero aún puede crear algunas curvas asombrosas cuando la miras en detalle. Uno de estos nuevos descubrimientos proviene de un fenómeno bien establecido: ¿qué sucede cuando la luz atraviesa una interfaz? Podría ser vidrio, agua o algo completamente diferente. La solución a esto se ha estado trabajando durante mucho tiempo, pero ahora los científicos han descubierto que algo extraño está sucediendo en el medio.

Cuando la luz pasa a través de la interfaz, su velocidad cambia. La solución al comportamiento de la luz en un lado o en el otro de la interfaz es la ecuación de onda estándar bien establecida. Se pueden vincular sin ningún problema (solución particionada y persistente) pero eso no explica lo que sucede en la interfaz misma. Allí, la onda debe experimentar una aceleración que no se tiene en cuenta en la solución actual.

Ahora se ha propuesto una ecuación en el caso de un universo que tiene una dimensión espacial y una dimensión temporal.

«Básicamente, encontré una manera muy elegante de derivar la ecuación de onda estándar en 1+1 dimensiones. La única suposición que necesitaba era que la velocidad de la onda es constante. Entonces me dije: ¿Qué pasa si no siempre es constante? Oriental Finlandia, en un artículo: “Esta resulta ser una muy buena pregunta”. declaración.

Al equipo se le ocurrió una ecuación para una onda en aceleración. Al principio, la solución no tenía sentido, pero los físicos se dieron cuenta de que necesitaban una velocidad de referencia: la velocidad de la luz en el vacío. Resolver la ecuación arrojó la solución correcta tanto en la interfaz como en ambos lados, pero tenía un requisito crucial. Ella sólo necesita tiempo para seguir adelante.

La flecha del tiempo es un concepto bastante importante en la ciencia. En física hablamos a menudo de la flecha termodinámica del tiempo. En todos los sistemas aislados, la entropía aumenta con el tiempo. Esto claramente da dirección al tiempo.

Esta ecuación, aunque sólo en una dimensión, parece indicar que la flecha del tiempo no proviene simplemente de la termodinámica, sino que puede ser una propiedad intrínseca de la naturaleza que incluso la luz difusa debe obedecer.

Para el campo de la óptica, resolver esta ecuación significa resolver una controversia de larga data que ha desconcertado a los físicos durante años.

«Existe un debate muy famoso en física, llamado el debate Abraham-Minkowski. El debate es que cuando la luz entra en un medio, ¿qué sucede con su impulso? Minkowski dijo que el impulso aumenta, mientras que Abraham insistió en que disminuye», explicó el profesor líder del estudio. Marco Ornigotti.

La evidencia experimental respalda ambos lados y, según la nueva ecuación, el impulso se conserva gracias a los efectos relativistas. es solo Parece Para aumentar o disminuir según se mire.

«Descubrimos que podemos atribuir un ‘buen momento’ a la onda, lo que es exactamente análogo al buen momento en la relatividad general», continuó Ornigotti.

La obra salta de un enigma visual concreto a una posible verdad fundamental del universo. Si la flecha del tiempo siempre va en una dirección, quizá tengamos que decir adiós a los sueños de viajes en el tiempo al pasado.

El estudio se publica en la revista. optica.