Простое и понятное описание сути кристаллов времени

Что вы представляете, когда слышите термин кристалл времени? Скорее всего в вашей главе возникают образы, состоящие из чего-то среднего между Криптонитом, философским камнем Гарри Поттера и машиной времени.

Давайте попробуем разобраться что это такое на самом деле, ведь большинство источников просто повторяют описания кристалла времени, которые уже много раз были опубликованы и это не добавляет понимания.

Начнём с самого простого. Если рассматривать твердые тела, то чаще всего их конструкция подразумевает упорядочивание частичек, из которых они состоят. Когда частички образуют закономерные конструкции, которые подчиняются характерному расположению, то образуется кристаллическое строение. Проще всего тут обратиться к конструкции металла. Большинство из них в твердом состоянии — это кристаллические тела.

Кристаллическое тело подразумевает наличие кристаллической решетки. Так называется воображаемая конструкция, которая объединяет закономерное расположение атомов в узлах этой решетки и описывает строение всего тела. Вот и получается, что атомы металла располагаются не случайным образом, а распределены по объему материала закономерно.

Если у вас возникают какие-то проблемы с визуализацией, то представьте самый простой детский кубик из дерева. У кубика есть вершины. Пусть эти вершины являются точками расположения атомов, а сам кубик иллюстрирует единичную решетку

Такие кубики можно сложить вместе. Получится, что мы распространили решетку в желаемом направлении.

Закономерность при этом сохранится, а атомы будут всё также появляться в ожидаемых местах. Это и характеризует кристаллическое строение тела.

Сделаем небольшое отступление и вспомним, что пространство неразрывно связано со временем. Это означает, что три пространственных измерения сопоставляются одному временному и образуют пространственно-временной континуум. При этом время тоже является метрикой и подразумевает, что объект можно располагать во времени также, как и в пространстве. Он будет иметь некоторую координату на шкале времени.

Если немного пофантазировать, то геометрическая симметрия кристалла гипотетически может снабжаться ещё и временной его симметрией. Так и подумал Франк Вильчик и предложил концепцию кристалла времени. Позже эта идея будет успешно доказана, а автор получит за открытие Нобелевскую премию.

Это было описано большинством источников так, что кристалл может чередоваться не только в пространстве, но и во времени. Такая формулировка совершенно верная, но она не ясна большинству читателей. Действительно, а что там во времени вообще может чередоваться? Неужели это означает, что мы имеем дело с какой-то петлёй времени или мы научились смотреть в прошлое или будущее, рассматривая при этом повторяющуюся структуру, которая уходит в ещё одно измерение?

Многие источники тут вообще обозвали кристалл времени чем-то типа гравицапы и сказали, что найден квант времени, а значит теперь и машина времени скоро получится.

Но нет. Все эти описания совсем неверные.

Задумайтесь вот над чем. На всех моделях кристаллического строения металла, которые вы видите, атомы в узлах решетки расположены статично. Складывается впечатление, что это бетонный монолит. Атомы всегда занимают при этом одно и тоже положение, а мнимая решетка как будто сварена из арматуры. Это совершенно неправильный подход к вопросу.

Любые частицы материала находятся в непрерывном движении. Оно известно как тепловое движение. По большому счёту агрегатное состояние жидкости от агрегатного состояния твердого тела отличает только лишь колебание атомов в узлах решетки у характерных местоположений.

Вам трудно быстро в это вникнуть, потому что модель строения кристалла сформировалась у вас в результате рассмотрения пространственной модели решетки из кабинета химии. Но тут было бы полезно добавить знания квантовой физики и сказать, что частицы скорее являются плотностью распределения вероятности. От того атомы в узлах решетки будут постоянно двигаться у характерных мест их нахождения.

В обычном случае это движение абсолютно хаотичное. Одни атомы вибрируют в одном направлении. Другие двигаются иначе. Это некоторый хаос, который, впрочем, тоже описывается математически, но для нас является примером абсолютного бардака.

Вильчек предположил, что эти колебания атомов и их попадание в закономерное расположение в некоторых временных интервалах может быть похоже на чередование и геометрического расположения частичек в структуре кристаллического тела. По сути дела, все разговоры относительно временного повторения сводятся к закономерному повторению в колебании частичек кристаллического тела в некоторых промежутках времени.

Оказалось, что у некоторых материалов действительно наблюдается такая закономерность. Кристалл меняет конфигурацию закономерно и согласно некоторым периодам времени. Получаем ту самую интригующую фразу, которую уже обозначили выше. Кристалл может чередоваться не только в пространстве, но и во времени. Если это происходит, то мы имеем странное состояние материи, именуемое кристаллом времени.