Pretekli. Prisoten. Prihodnost. Za fiziko so vsi enaki. Vendar se zate, jaz in vsi drugi, čas premika le v eno smer: od pričakovanj do izkušenj in spominov. To linearnost imenujemo časovna os (včasih jo imenujemo puščica časa) in nekateri fiziki verjamejo, da se premika v eno smer samo za ljudi in druge vrste, ki so sposobni zaznati njegovo gibanje samo na ta način.
Vprašanje časovne osi znanstveniki razvrščajo že kar nekaj časa. In njen glavni vidik ni v tem, ali čas sploh obstaja, temveč v tej smeri. Mnogi fiziki verjamejo, da se čas manifestira, ko začne zadostno število drobnih elementarnih delcev, ki jih posamezno nadzirajo čudni zakoni kvantne mehanike, medsebojno vplivati in izkazujejo vedenje, ki ga je že mogoče razložiti s klasičnimi fizikalnimi zakoni. Vendar pa na straneh zadnje številke nemške revije Annalen der physic (isti časopis, na straneh katerega je bil objavljen Einsteinov niz člankov o splošnih in posebnih teorijah relativnosti) dva znanstvenika trdijo, da gravitacija ni dovolj močna, da bitako da absolutno vsi predmeti v vesolju sledijo načelu smeri časovne osi preteklost - sedanjost - prihodnost. Namesto tega znanstveniki verjamejo, da sami časovno os ustvarjajo zunanji opazovalci.
Eden glavnih sodobnih problemov fizike je prilagajanje kvantne mehanike klasični. V kvantni mehaniki imajo lahko delci superpozicije. Na primer, en elektron lahko obstaja na dveh mestih hkrati in je nemogoče ugotoviti, kateri je, dokler ne opazite. Tu je glavni vidik verjetnost. Ugotovitev lokacije je mogoče le poskusno.
Vendar se pravila dramatično spremenijo, če elektroni začnejo medsebojno vplivati z drugimi predmeti, na primer z atomi zraka ali kot del prašnih delcev in na splošno z vsemi vrstami snovi. Tu začnejo veljati pravila klasične mehanike in gravitacija postane najpomembnejši dejavnik pri interakciji teh delcev.
"Položaj elektrona, vsak atom, nadzira verjetnost," pravi Yasunori Nomura, fizik na kalifornijski univerzi v Berkeleyju.
Toda takoj, ko začnejo medsebojno delovati z večjimi delci ali postanejo del predmeta, kot je baseball, potem se vse te posamezne verjetnosti njihovega položaja mešajo in možnosti vseh teh elektronov v superpoziciji se zmanjšajo. Zato nikoli ne boste videli, kako je lahko isti baseball na dveh mestih hkrati - v lovilni rokavi in letenje iz igrišča.
Trenutek, ko se fizika elementarnih delcev trči (združi) s klasično mehaniko, imenujemo dekoherenca. S stališča fizike se to zgodi, ko smer toka časa postane matematično pomembna. Mnogi fiziki verjamejo, da je časovna os ravno tisto, kar izhaja iz dekoherence.
Najbolj znana teorija, ki pojasnjuje načelo dekoherenčnosti, je Wheelerjeva - DeWittova enačba. Teorija se je pojavila leta 1965, ko je moral fizik John Wheeler dlje časa ostati na letališču v Severni Karolini (ZDA). Da bi ubil čas, je prosil svojega kolega Brucea DeWitta, da ga spozna. Dva znanstvenika sta se srečala in, kot je običajno, sta se začela pogovarjati o različnih teorijah in se "igrala s številkami". V nekem trenutku sta oba ustvarila enačbo, za katero je Wheeler mislil (ker je bil DeWitt do zadeve bolj skeptičen) šiv med kvantno in klasično mehaniko.
Promocijski video:
Teorija se je izkazala za nepopolno. Vendar se je izkazalo za zelo pomembno za fiziko. Številni znanstveniki so se strinjali, da je to pomembno orodje pri razumevanju vseh nenavad procesa dekoherence in tako imenovane kvantne gravitacije.
Kljub temu, da časovna spremenljivka ni vključena v enačbo (v fiziki se čas meri s prehodom enega predmeta iz enega kraja v drugega ali spremembo njegovega stanja), ustvarja osnovo za povezovanje vsega v vesolju.
Vendar pa v novem znanstvenem članku dva znanstvenika pravita, da v enačbi Wheeler-DeWitt gravitacija vpliva na čas prepočasi, da bi ga sprejeli kot univerzalno časovno os.
"Če pogledate primere in naredite izračune, se izkaže, da enačba ne razloži, kako se kaže usmeritev časa," pravi Robert Lanza, biolog, polimat in soavtor članka. (Lanza je zagovornik biocentrizma - teorija, da biološko življenje ustvarja resničnost okoli nas, čas in vesolje - torej življenje ustvarja vesolje in ne obratno.)
Znanstvenik to razloži s tem, da morajo kvantni delci ohraniti lastnosti svojih superpozicij, dokler jih gravitacija ne zajame. Če se izkaže, da je gravitacija prešibka, da bi med delci med dekoherenco ohranili interakcijo v nekaj večjega, potem se delci v nobenem primeru ne bodo mogli premikati v isto smer.
Če matematika ne more rešiti tega vprašanja, potem lahko odgovor leži na opazovalcu. Se pravi v nas samih. Čas se giblje točno tako, kot se giblje, saj smo ljudje izvorno biološko, nevrološko in filozofsko »programirani«, da na ta način dojemamo čas. Kot mačka Schrödinger na makro ravni. Možno je, da se daljni konec vesolja premika iz prihodnosti v preteklost in ne obratno. Povsem mogoče je, da ob gledanju skozi teleskope čas mineva iz tega stanja in za nas pridobi bolj razumljivo smer »preteklost - prihodnost«.
"Einstein je v svojem delu o teoriji relativnosti pokazal, da je čas glede na opazovalca," pravi Lanza.
"Naše delo razvija to idejo in pravi, da pravzaprav opazovalec sam ustvarja čas."
Te teorije seveda ni mogoče imenovati novo. Italijanski fizik Carlo Rovelli je objavil članek o tem v največji lanski odprti znanstveni spletni knjižnici ArXiv.org. V njej je tudi dovolj nasprotij. Nomura na primer pravi, da še ni jasno, kako ugotoviti, ali je koncept "časa opazovalcev" resničen.
"Odgovor bo odvisen od tega, ali je mogoče koncept (koncept) časa določiti matematično, ne da bi v sistem vključili opazovalce," pravi znanstvenik.
Avtorji članka trdijo, da ni mogoče, da bi opazovalca izključili iz kakršne koli enačbe, saj te enačbe človek privzeto sklepa in analizira.
Nomura tudi ugotavlja, da avtorji teorij niso upoštevali dejstva, da celotno vesolje obstaja v tako imenovanem prehodnem stanju "prostora-časa".
"Ko govorimo o vesolju in času, govorimo o že urejenem sistemu."
Seveda Namura ni rekel, da so drugi znanstveniki popolnoma napačni in da je fizika še vedno nepopolna, nepopolna in nepopolna znanost (in, kar je zanimivo, s tem je težko trditi), vendar je opozoril, da se s sklepi popolnoma ne strinja ki so jih naredili ti znanstveniki. Po njegovem mnenju so, tako kot sam čas, tudi vse interpretacije v fiziki relativne.
NIKOLAY HIZHNYAK