时间真的存在吗？时间的流逝可能不过是宇宙不同部分之间量子相互作用产生的幻觉——至少在这个宇宙的玩具模型中是这样。这个实验可能为我们自己宇宙中的时间本质提供了一些线索。英国伯明翰大学的乔瓦尼·巴伦蒂尼在看着他6岁的儿子玩耍时开始思考时间。“他在建立自己的小宇宙，而我在想，这其实与我们在实验室里构建一个超冷原子系统的过程非常相似，”他说。“但随后我开始认为，这作为一个宇宙也太无聊了，因为那里没有太多事情发生，如果什么都不发生，就像时间在静止一样。”为了研究在这样的系统中时间是否真的只是幻觉，巴伦蒂尼使用激光和电磁力将大约20,000个铷原子冷却到接近绝对零度的温度。他将这个玩具宇宙的原子分为两个部分，一个标记为“明亮”，另一个标记为“黑暗”，类似于暗物质。这个初步的宇宙本质上是无时间和不变的，但随后巴伦蒂尼使用激光促使这两个部分互相交换原子，从而在量子层面上相互作用。这改变了宇宙的熵或无序程度，我们知道在我们的宇宙中，时间沿着熵增加的方向流动。因此，巴伦蒂尼能够为玩具宇宙定义内部时间。更重要的是，他可以在描述量子系统如何演变的薛定谔方程中使用这个新时间来计算原子的量子态，发现这与实验结果相吻合。将时间视为从量子关联或相互作用中产生的东西而非既定的观点已有先例：在原子物理中，物理学家内维尔·莫特在1930年代首次提出这一想法，此后一直在理论上进行探讨。直到2013年，意大利国家计量研究所的马尔科·热诺维塞及其同事才在一次关于纠缠光粒子的实验中提供了其可行性的首次证据。在这里，时间的感觉同样来自于量子关联。“目前的工作进一步阐述了这一观点，并取得了一些重要进展，”热诺维塞说。特别是，冷原子宇宙比使用光制作的宇宙更复杂，巴伦蒂尼能够使薛定谔方程在这个系统的内部时间中工作，这在之前没有做到。德国科隆大学的克劳斯·基弗表示，这个玩具宇宙实验与如何将引力和量子理论结合成一个适用于我们宇宙所有尺度的单一框架的更大问题有关。这个问题仍然悬而未决，但一些物理学家提出这样的理论应该在最基本的层面上缺乏时间。他说，这个新实验模拟了这种情况，但基弗表示，仍然存在一些差异——例如，当超冷原子在不同部分之间移动时，它们并没有以更大宇宙中的复杂方式相互作用。但法国艾克斯-马赛大学的卡洛·罗威利表示，这些类型的实验不能发现时间的新性质，因为它们是基于我们已经理解的物理构建的。然而，他表示，将其视为大开放问题的模拟可能会为如何处理未知的物理问题提供启示，就像著名的难以捉摸的量子引力问题一样。对于巴伦蒂尼来说，这项新研究是对长期存在的想法的实验确认，因此证明这些想法并未完全过时。但他说，这并不是确认时间确实是在所有尺度上以这种方式运作的证据。巴伦蒂尼说，研究整个宇宙的宇宙学家可能会对这项工作表示异议。然而，他希望进一步探讨超冷的迷你宇宙，例如通过使用激光创建原子无法移动的区域，类似于黑洞的引力。