時間的本質：從量子實驗看時間湧現

伯明罕大學教授喬瓦尼·巴隆蒂尼（Giovanni Barontini）於2026年6月18日發表於『物理評論研究』的研究，透過實驗挑戰了時間作為宇宙基本屬性的傳統觀點。研究團隊利用24,000個冷卻至絕對零度附近的銣原子，構建了一個無需外部時鐘的『迷你宇宙』，成功證明時間可以從系統內部的熵變與粒子動力學中自然湧現。 該研究的核心觀點在於，時間並非獨立於宇宙之外的背景度量，而是系統內部狀態演變的產物。當系統內部的粒子分佈發生變化時，時間便隨之產生；若分佈保持不變，時間則趨於靜止。這種『熵時間』概念為量子引力理論提供了重要的實驗支撐，解釋了為何在缺乏外部時鐘的系統中，事件仍能按順序排列。 實驗透過雷射束將原子雲分隔為『明亮』與『黑暗』區域，模擬了宇宙膨脹與收縮的過程。結果顯示，時間的流動方向與熵的重新分配密切相關，這為理解時間箭頭的起源提供了具體的實驗路徑。此發現不僅驗證了量子力學中薛丁格方程式在熵時間框架下的適用性，也為未來模擬黑洞物理及早期宇宙演化開闢了新方向。 這項研究對物理學界具有深遠意義，它將時間本質的探討從純理論推向了可控的實驗室環境。對於科學研究者而言，這意味著我們能透過操縱量子系統的內部動力學，來模擬宇宙尺度的物理現象，進而驗證關於量子引力與時空結構的競爭理論，為構建統一的物理學理論提供了關鍵的實證基礎。