光的傳播可能完全取決於向前移動的時間。
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光是我們世界中非常熟悉的東西，但當你仔細觀察它時，它仍然可以拋出一些令人難以置信的曲線球。一個這樣的曲線球來自一個相當成熟的現象：當光穿過界面時會發生什麼？那可能是玻璃、水或完全不同的東西。解決方案早已確定，但科學家現在發現中間發生了一些奇怪的事情。
作為透過一個接口，它的速度會改變。界面一側或另一側的光行為的解決方案是完善的標準波動方程式。它們可以毫無問題地連結（分段連續解決方案），但這仍然無法解釋介面本身發生的情況。在那裡，波應該經歷當前解決方案未考慮到的加速度。
2023年，研究人員在宇宙只有一個空間的情況下提出了一個方程和一次維度。
「基本上，我找到了一個非常巧妙的方法來推導 1+1 維度的標準波動方程式。我需要的唯一假設是波速是恆定的。然後我想：如果它不總是恆定的呢？事實證明這是一個非常好的問題，」主要作者、東芬蘭大學助理教授馬蒂亞斯·科伊烏羅娃 (Matias Koivurova) 在一份報告中說道。陳述。
該團隊提出了加速波動方程式。起初，這個解決方案沒有意義，但物理學家意識到他們需要一個參考速度：真空中的光速。求解方程式可以在介面及其兩側提供正確的解，但它有一個關鍵要求。需要時間才能繼續前進。
這這是一個在科學中相當重要的概念。在物理學中，我們更常談論熱力學時間箭頭。在所有孤立的系統中，熵隨著時間的推移而增加。這清楚地給時間指明了方向。
這個方程式儘管只是一維的，但似乎表明時間之箭不僅僅來自熱力學，而且可能是自然的固有屬性，即使是傳播光也應該遵循這一屬性。
對於以下領域，解決這個方程式意味著解決多年來困擾物理學家的長期爭議。
「物理學中有一場非常著名的辯論，稱為亞伯拉罕-閔可夫斯基之爭。爭議在於，當光進入介質時，它的動量會發生什麼變化？明科夫斯基說動量增加了，而亞伯拉罕堅持認為動量減少了，」研究負責人馬可·奧爾尼戈蒂教授解釋道。
實驗證據支持雙方，根據該方程，由於相對論效應，動量得以守恆。它僅出現增加或減少取決於您如何看待它。
“我們發現我們可以為波賦予一個‘固有時間’，這與廣義相對論中的固有時間完全相似，”奧爾尼戈蒂繼續說道。
這項工作從一個特定的光學難題跳到了宇宙可能的基本真理。如果時間之箭總是朝著一個方向前進，我們可能就要告別夢想了進入過去。
該研究發表在期刊上光學的。
本文的早期版本發表於。
