Les théoriciens pensent que si des cristaux existent dans un espace tridimensionnel, alors les mêmes cristaux peuvent exister dans le temps.
La symétrie est l'un des concepts fondamentaux de la physique moderne. Elle va bien au-delà de la symétrie spatiale habituelle et, en termes simples, consiste à conserver l'action de certaines propriétés du système sous certaines transformations.
Par exemple, quelle que soit l'orientation du système dans l'espace, la loi de conservation de l'impulsion continue de fonctionner pour lui - c'est ainsi que se manifeste la symétrie de l'espace. De la même manière, lors de la transformation (diffusion) du temps pour le système, la loi de conservation de l'énergie se manifeste. En général, conformément au théorème de Noether, une certaine loi de conservation correspond à chaque type de symétrie. Elle peut être formulée et vice versa, symétriquement: les lois de conservation sont une conséquence de la symétrie fondamentale.
Cependant, un certain nombre de cas sont connus et que l'Univers ne présente pas de symétrie, ce qui, semble-t-il, découle de certaines lois et principes physiques. Ce phénomène est appelé rupture de symétrie spontanée: les états finaux asymétriques apparaissent dans un système décrit par des lois symétriques et satisfaisant des conditions initiales symétriques.
L'exemple le plus frappant de symétrie est les cristaux familiers avec leur disposition très ordonnée de particules. De plus, le processus de cristallisation d'une solution lui-même peut être qualifié d'exemple très frappant de rupture de symétrie spontanée. Dans une solution, les particules sont disposées de manière chaotique et l'ensemble du système est à un niveau d'énergie minimum. Les interactions entre particules sont symétriques par rapport aux rotations et aux cisaillements. Cependant, après la cristallisation du liquide, il se produit un état dans lequel ces deux symétries sont rompues: l'interaction entre les particules dans le cristal n'est pas symétrique.
Les cristaux et leur symétrie spatiale sont bien étudiés - mais ce n'est que récemment aux États-Unis que les chercheurs Al Shapere et le lauréat du prix Nobel Frank Wilczek se sont demandé si la formation de telles structures périodiques ordonnées était possible non pas dans l'espace, mais dans le temps, des structures., au cours de la formation de laquelle se produit la même rupture de symétrie spontanée. Les scientifiques sont arrivés à une réponse positive à cette question - et il n'est pas du tout surprenant qu'ils aient appelé de telles structures «cristaux de temps».
À l'aide de calculs mathématiques complexes, les auteurs ont montré la possibilité de l'existence d'un système à un niveau d'énergie minimum, qui, en raison de la formation de certaines structures périodiques non pas dans l'espace, mais dans le temps, arriverait à un état final asymétrique - le «cristal du temps» même. À un niveau plus proche de nous, cela peut se manifester sous la forme de changements périodiques de certaines propriétés thermodynamiques du système.