تعاون باحثون من معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا مع زملاء من الولايات المتحدة وسويسرا فعكسوا الزمن (باتجاه الماضي وليس باتجاه المستقبل) وأعادوا حالة الحاسوب الكمومي جزءًا من الثانية إلى الماضي. حسبوا أيضًا احتمال أن ينتقل الإلكترون الموجود في الفضاء البين-نجمي الفارغ تلقائيًا إلى ماضيه القريب. ونُشرت الدراسة في الساينتفيك ريبورت بدورية نيتشر. يقول مؤلف الدراسة الرئيسي (غوردي ليسوفيك – Gordey Lesovik)، رئيس مختبر فيزياء تكنولوجيا المعلومات الكمومية في معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا: «هذا جزء من سلسلة من المقالات عن إمكانية كسر القانون الثاني للديناميكا الحرارية. يرتبط هذا القانون ارتباطًا وثيقًا بمفهوم سهم الزمن الذي يفرض اتجاهًا واحدًا من الماضي إلى المستقبل يقول ليسوفيك: «لقد بدأنا بوصف ما يُسمى (آلة الحركة الدائمة المحلية من النوع الثاني – local perpetual motion machine of the second kind). ثم نشرنا ورقة بحثية في ديسمبر تناقش كسر القانون الثاني عبر جهاز يُسمى شيطان ماكسويل في أحدث ورقة تعالج نفس المشكلة من زاوية ثالثة؛ أنشأنا بشكل مصطنع حالة تتطور في اتجاه معاكس لاتجاه سهم الزمن للديناميكا الحرارية ما الذي يجعل المستقبل مختلفًا عن الماضي؟ [ عدل] لا تميز معظم قوانين الفيزياء بين المستقبل والماضي.
يسمح القانون الثاني للديناميكا الحرارية بثبات إنتروبية نظام بصرف النظر عن الزمن. حسب القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، فرق الطاقة الحرة بين هيئتي التطوي وعدم التطوي تساهم فيه تغيرات في السخانة والإنتروبيا. By the second law of thermodynamics, the free energy difference between unfolded and folded states is contributed by enthalpy and entropy changes. بما أن متوسط سرعة الجزيء تتوافق مع الحرارة فإن الحرارة ستتناقص في الجزء أ وتتزايد في الجزء ب على نحو يخالف القانون الثاني للديناميكا الحرارية. Since average molecular speed corresponds to temperature, the temperature decreases in A and increases in B, contrary to the second law of thermodynamics. القانون الثاني للديناميكا الحرارية هو الأكثر غرابة بين القوانين يقدم بندول نيوتن مثالاً على القانون الثاني للديناميكا الحرارية. عملية الانتشار هذه هي ما يتوقعها القانون الثاني للديناميكا الحرارية. أما القانون الثاني للديناميكا الحرارية فله نُسخ عديدة، أكثرها شمولاً هو أن القصور الحراري للكون يتزايد باستمرار. The second law of thermodynamics has many versions, the most general of which is that the entropy of the universe is constantly increasing.
ربما أحد الآثار الناجمة عن القانون الثاني وفقًا لما قاله ميترا، هو أنه يمنحنا سهم الزمن الديناميكي الحراري. من الناحية النظرية تبدو بعض التفاعلات مثل تصادم الأجسام الصلبة أو تفاعلات كيميائية معينة متشابهة عند البدء من الأمام أو من الخلف. ولكن في التطبيقات العملية، تخضع جميع عمليات تبادل الطاقة إلى نقصان بالكفاءة، مثل الاحتكاك وفقدان الحرارة الإشعاعية الذي يزيد الإنتروبي للنظام الموضوع تحت الملاحظة. لذلك نظرًا لعدم وجود عملية قابلة للعكس تمامًا، إذا سأل شخص ما هو اتجاه الزمن؟ يمكننا الاجابة بثقة أن الوقت يتدفق دائمًا باتجاه زيادة الإنتروبي. مصير الكون يتنبأ القانون الثاني أيضًا بنهاية الكون، وفقًا لجامعة بوسطن: «هذا يوحي بأن الكون سينتهي بـ "موت حراري" حيث يكون فيه كل شيء بنفس درجة الحرارة. هذا هو أعلى مستوى للفوضى. إذا كان كل شيء بنفس درجة الحرارة، فلا يمكن القيام بأي شغل، وستنتهي كل الطاقة نتيجة الحركة العشوائية للذرات والجزيئات». وفقًا لمارغريت موراي هانسون (Margaret Murray Hanson)، أستاذة الفيزياء بجامعة سينسيناتي، في المستقبل البعيد، ستكون النجوم قد استنفدت كل الوقود النووي وتنتهي كمخلفات نجميّة مثل الأقزام البيضاء أو النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء.
في مثال آخر يمكن أن تتشكل البلورات من محلول ملحي عندما يتبخر الماء، البلورات أكثر انتظامًا من جزيئات الملح في المحلول، ومع ذلك فإن المياه المتبخرة أكثر فوضى من الماء السائل، لذلك العملية بمجملها تشير الى زيادة في الفوضى. السجل التاريخي كتب ستيفن ولفرام (Stephen Wolfram) حوالي عام 1850 في كتابه (نوع جديد من العلوم – A New Kind of Science): «صرح رودولف كلوسيوس (Rudolf Clausius) وويليام طومسون (William Thomson) المعروف أيضًا باسم لورد كلفن (Lord Kelvin) أن الحرارة لا تتدفق تلقائيًا من الجسم الأبرد إلى الجسم الأسخن»، وأصبح هذا أساس القانون الثاني. أدت الأعمال اللاحقة التي قام بها دانيال بيرنولي (Daniel Bernoulli) وجيمس كلارك ماكسويل (James Clerk Maxwell) ولودفيج بولتزمان (Ludwig Boltzmann) إلى تطوير النظرية الحركية للغازات، والتي يعرف فيها الغاز باعتباره سحابة من الجزيئات المتحركة التي يمكن التعامل معها إحصائيًا. يسمح هذا النهج الإحصائي بحساب دقيق لدرجة الحرارة والضغط والحجم وفقًا لقانون الغازات المثالية. أدى هذا النهج أيضًا إلى استنتاج بأنه على الرغم من أن التصادمات بين الجزيئات الفردية قابلة للانعكاس تمامًا أي أنها تعمل بنفس الطريقة عند البدء من الأمام أو من الخلف، إلا أنه عند الكميات الكبيرة للغاز فإن سرعات الجزيئات الفردية تميل بمرور الوقت إلى تكوين توزيع طبيعي حول متوسط السرعة أو توزيع غاوسي (Gaussian distribution) ويعرف أحيانًا بـ«منحنى الجرس».
تشبه هذه العملية تقلبات موجات الميكروويف في الخلفية الكونية العشوائية في حالة الإلكترون، ولكن هذه المرة، تُحدث عن عمد. إن هذا يشبه في مثال البلياردو أن يعطي شخص ما الطاولة ضربة محسوبة تمامًا. المرحلة الرابعة: (البعث – Regeneration) [ عدل] يُطلق برنامج التطور من المرحلة الثانية مرة أخرى. بحيث تقدم "الضربة" بنجاح، لا يؤدي البرنامج إلى مزيد من الفوضى بل يعيد حالة البتّات الكمومية إلى الماضي، وستستعيد الطريقة التي سيتموضع الإلكترون المشوش أو كرات البلياردو بها مساراتها في اتجاه التشغيل المعاكس، لتكوّن في النهاية شكل المثلث. وجد الباحثون أنه في 85% من الحالات، عاد البت الكمومي لحاسوب الكم الآلي ثنائي البت الكمومي إلى الحالة الأولية. ولكن عندما أصبحت هناك ثلاثة بتّات كمومية، حدثت المزيد من الأخطاء؛ ما أدى إلى نسبة نجاح بلغت حوالي 50%. وفقًا للمؤلفين، فإن هذه الأخطاء ناتجة عن عيوب في الحاسوب الكمومي الفعلي. بتطوير تصميم الأجهزة، من المتوقع أن ينخفض معدل الخطأ. ومن المثير للاهتمام، أن خوارزمية الانعكاس الزمني نفسها قد تكون مفيدة في جعل أجهزة الحاسوب الكمومية أكثر دقة. يشرح ليبيديف: «يمكن تحديث خوارزميتنا واستخدامها لاختبار البرامج المكتوبة لأجهزة الحواسيب الكمومية والقضاء على الجلبة والأخطاء». '
مدار نيوز، نشر بـ 2019/01/26 الساعة 9:48 مساءً مدار نيوز – وكالات: كان الموجودون في نصف الكرة الغربي، في أماكن تتمتع بسماء صافية يوميّ الأحد والإثنين 20 و21 يناير/كانون الثاني، محظوظين بما يكفي لرؤية آخر خسوف كلي للقمر في هذا العقد. وفيما تحول لون القمر إلى لون أحمر مميز قبل منتصف الليل بالتوقيت الشرقي، أظهرت مقاطع البث المباشر لهذه الظاهرة ومضة من الضوء تنبعث فجأة ولفترة وجيزة من سطح القمر. ويعتقد أنثوني كوك، المراقب الفلكي في مرصد غريفيث في ولاية لوس أنجلوس الذي سجّل الخسوف، أن تلك الومضة ربما كانت مجرد تشويش إلكتروني عشوائي من الكاميرا حسب The New York Times الأمريكية. لكن علماء الفلك وهواة العلم من المواطنين بدأوا في مشاركة اكتشافهم للوميض على موقعيّ ريديت وتويتر، وكان التفسير الوحيد هو أن هناك شيئاً ما قد اصطدم بسطح القمر ودمر نفسه. وقالت الصحيفة الأمريكية إن القمر عبارة عن مجموعة هائلة من حوادث الاصطدام يبلغ عمرها عدة مليارات من السنين، وتصادمات جديدة تقع بشكل متكرر في الوقت الحاضر. هذا المقطع لاصطدام نيزك بالقمر مفبرك رقميًا وليس حقيقيًا - فتبينوا. ويعدّ تصوير أحد الاصطدامات القمرية في مقطع فيديو أمراً نادراً بما يكفي، لكن هذا الحدث -وهو وقوع تصادم أثناء الخسوف الكلي للقمر- قد يكون الأول من نوعه.
لا يمكن تحديد العدد بدقة بالنسبة للمصادمات الأصغر من ملليمتر، لكن يقدر كوك أن 11 إلى 1100 طن كتلة حوالي 5. 5 سيارة من الغبار تصطدم بالقمر يوميًا، وبالنسبة للصخور الكبيرة، فإن التقديرات أوضح. قال كوك: "هناك حوالي 100 نيزك بحجم كرة بينج بونج تضرب القمر يوميًا"، وهذا يضيف ما يقرب من 33000 نيزك سنويًا، وعلى الرغم من صغر حجمها، تؤثر كل من هذه الصخور بحجم كرة بينج بونج على السطح بقوة 7 أرطال (3. مفاجأة.. 100 نيزك بحجم كرة "بينج بونج" يضرب القمر يوميا. 2 كجم) من الديناميت. ضربت نيازك أكبر القمر أيضًا، ولكن بمعدل أقل، ويقدر كوك أن النيازك الأكبر، مثل تلك التي يبلغ قطرها 8 أقدام (2. 5 متر)، تصطدم بالقمر كل أربع سنوات تقريبًا. وضربت هذه الأجسام القمر بقوة كيلوطن، أو 1000 طن (900 طن متري) من مادة تي إن تي، حيث يبلغ عمر القمر حوالي 4. 5 مليار سنة، لذا فلا عجب أن سطحه مليء بجميع أنواع الحفر الناتجة عن هذه التأثيرات.
ونظرا لأن هذه الاصطدامات تحدث بسرعات هائلة فإن الصخور تتبخرا فورا عند الاصطدام وتنتج عمودا متوهجا من الحطام يمكن اكتشافه من الأرض كومضات قصيرة المدة. جدير بالذكر أنه من المستحيل إعادة انتاج هذه التصادمات فى مختبر على الأرض خاصة عالية السرعة، لذلك فإن مراقبتها على الطبيعة هى الطريقة المثالية لاختبار الأفكار حول ما يحدث بالضبط عندما يصطدم نيزك بالقمر.
خبرني - انتشر فيديو على وسائل التواصل الاجتماعي يظهر لحظة اصطدام نيزك ضخم بالقمر. هذا وتمكن أحد علماء الفلك الهواة الكنديين من تصوير حدث فريد على كاميرته. حيث يبين الفيديو لحظة اصطدام نيزك بالقمر. وبعد ثوان قليلة من الاصطدام، يمكن مشاهدة الرمال المتطايرة من أثر الضربة. وبدأ العديد من العلماء، بعد أن درسوا الفيديو، مناقشة هذه الظاهرة. ويقول الخبراء إنه إذا اصطدم مثل هذا النيزك الضخم بالقمر، فإن التغييرات الكارثية لم تكن فقط على سطح القمر، وإنما كانت ستؤثر على كوكب الأرض أيضا.