Ученые запустили волну обратно во времени

Группа гидродинамиков во главе с Эммануэлем Фортом (Emmanuel Fort) из Института Ланжевена в Париже продемонстрировала метод, который позволяет развернуть вспять волны на поверхности воды и, заставив их двигаться в обратную сторону, восстановить геометрию их источника. В статье, опубликованной журналом Nature Physics, авторы назвали свой подход «зеркалом времени».

В самом деле, если, например, бросить в воду камень, то, зная форму разбегающихся от центра волн, можно «вернуть» их к источнику, рассчитав его параметры. Это легко смоделировать на компьютере, но в реальной жизни наблюдать такое вряд ли кому-то доводилось. Теоретически процесс можно провести в лаборатории, используя емкость, борта которой усеяны датчиками и генераторами волн: первые снимут точные параметры приходящих колебаний, а вторые запустят такие же волны в обратном направлении.

Такие работы были проделаны не только для воды, но и для акустических, и даже для микроволн. Однако теперь Форт с коллегами нашли способ добиться того же эффекта намного более простым путем. Для этого оказалось достаточно быстро встряхнуть емкость с водой.

Скорость распространения волны зависит в том числе от действующих на нее сил гравитации. Резкое изменение направления этих сил на противоположное, по словам ученых, заставляет волну застыть на месте, а после возвращения гравитации в первоначальное состояние – продолжить движение, словно от нового источника. При этом волна начинает распространяться и в прежнем, и в обратном направлении. Поэтому часть исходных колебаний продолжает распространяться как ни в чем не бывало, а часть – возвращается и воссоздает геометрию первоначального источника.

Ученые продемонстрировали, как «зеркало времени» работает на примере простейшего точечного источника волн, а затем и более сложных, включая миниатюрную Эйфелеву башню. И хотя настоящего обращения времени вспять здесь, конечно, не происходит, авторам удалось успешно восстановить форму исходного сложного источника. По их расчетам, те же принципы применимы и к другим типам волн, включая акустические, хотя технически добиться того же будет сложнее: для них придется найти другие способы внесения единовременных изменений в свойства среды, помимо переворота. Этим Форт и его коллеги планируют заняться в ближайшее время.