2014-10-12
Kategoria: Nauka

Czas nie istnieje, to iluzja – twierdzą (niektórzy) fizycy

Time

Czas to wielka tajemnica. Jest tematem dyskusji i sporów pomiędzy filozofami i naukowcami. Czy ma charakter absolutny, czy względny? W fizyce klasycznej czas jest samodzielną wielkością niezależną od innych wielkości, biegnącą w takim samym rytmie w całym Wszechświecie. W mechanice relatywistycznej czas stanowi czwartą współrzędną czasoprzestrzeni, jego upływ zaś zależy od obserwatora i jest różny dla różnych obserwatorów.

Fizycy twierdzą, że czas tak naprawdę nie istnieje

Istnienie czasu wydaje się być czymś zupełnie normalnym i realnym, gdyż żyjemy z dnia na dzień, funkcjonujemy, chodzimy do pracy czy szkoły, a gdy kładziemy się spać – budzimy się następnego dnia. Samo istnienie czasu prawdopodobnie jest jedynie zakodowane w naszych umysłach a jak twierdzą naukowcy, czas sam w sobie tak naprawdę nie istnieje.

Stare powiedzenie o czasie, który ucieka, wydaje się dobrze opisywać jego właściwość. Jednak, gdy powstała ogólna teoria względności Einsteina, która opisuje prawa fizyki na dużą skalę, nagle okazało się, że to co nam się wydaje, może być dalekie od prawdy.

Fizyka kwantowa próbuje opisać zależności najmniejszych nawet cząstek we Wszechświecie, a jej osiągnięciem jest między innymi teoria dualizmu korpuskularno-falowego, stwierdzająca, że światło jest zarówno falą jak i cząstką. Przez wiele lat fizycy próbowali łączyć ze sobą obowiązujące ustalenia naukowe, poszukując Teorii Wszystkiego, która bez względu na skalę układu opisuje wszystko we Wszechświecie, jako ze sobą powiązane – od cząsteczek do galaktyk.

Time-DeWitt-Wheeler-thumbJuż ponad 40 lat temu, wyprowadzono równanie Wheelera-DeWitta (Bryce DeWittJohn Wheeler, który w 1969 roku użył terminu czarna dziura, nazwali je początkowo równaniem Einsteina-Schrödingera), z którego wynikało, że czasu jako takiego nie ma. Była to próba matematycznego połączenia idei mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności, krok w stronę teorii grawitacji kwantowej, czyli upragnionej przez wszystkich naukowców Teorii Wszystkiego. Jednak ich odkrycie przez długi czas wydawało się zbyt kontrowersyjne, bo nikt nie mógł tego pojąć jak to możliwe, że czas nie istnieje na poziomie materii.

Theory-of-Everything

Nasz przywiązany do „szkiełka i oka” sposób postrzegania rzeczywistości jest też podstawowym problemem w zrozumieniu koncepcji świata bez czasu. To, co widzimy i to, co subiektywnie postrzegamy jako „czas”, jest efektem wymiernych globalnych zmian w świecie wokół nas. Im bardziej zagłębimy się w świat atomów, protonów i fotonów, zrozumiemy, że pojęcie czasu staje się coraz mniejsze.

Według naukowców zegary, które towarzyszą nam na co dzień, z fizycznego punktu widzenia nie mierzą jego upływu, tylko pomagają nam w organizacji naszego życia. Teoria o nieistniejącym czasie jest nieco szokująca i trzeba sobie umieć to jakoś uporządkować, ponieważ w przeciwnym wypadku zadziała typowy psychologiczny mechanizm wypierania.

Newton-Berkeley-Leibniz-thumbWedług Isaaca Newtona istnieje tylko jeden, uniwersalny i wszechobejmujący czas – płynie on w jednostajnym tempie i nic nie wywiera na niego wpływu. Jest więc absolutny i obiektywnie jednakowy w całym Wszechświecie. George Berkeley oponował, iż bez umysłu, który by postrzegał ruch, sama idea czasu staje się zwykłą iluzją. Także Gottfried Leibniz sprzeciwiał się teorii Newtona utrzymując, że czas jest porządkiem następstwa zdarzeń zachodzących w świecie – bez świata (zdarzeń) nie może być mowy o żadnym czasie.

Gdy jednak zdamy sobie sprawę z istnienia takich zjawisk jak superpozycja kwantowa, czy splątanie kwantowe, to zrozumiemy, że bez nas czas nie ma prawa istnieć i upływać, bo dopiero fakt świadomej obserwacji tego, jak staje się Wszechświat powoduje, że odczuwamy coś takiego jak upływający czas.

Splątanie kwantowe tworzy iluzję upływu czasu

Grupa włoskich fizyków stworzyła model Wszechświata, który dowodzi, iż czas jest jedynie złudzeniem. Takie przypuszczenia pojawiały się zresztą od pewnego czasu, jednak dotychczas brakowało ku temu twierdzeniu mocnych dowodów.

Zdaniem ekspertów upływ czasu jest jedynie dziwną właściwością splątania kwantowego. Odkrycie może pomóc w rozwiązaniu problemu polegającego na odnalezieniu zunifikowanej teorii wszystkiego. Dziś funkcjonują odrębnie zarówno teoria mechaniki kwantowej, jak i teoria względności. Obie jednak zdają się pozostawać rozłączne i dopiero usunięcie czynnika czasu pozwala doszukiwać się części wspólnej.

Don-Page-thumbRównanie Wheelera-DeWitta z 1967 r. dobrze radziło sobie z problemem niespójności obu teorii właśnie poprzez usunięcie z nich czasu. Dopiero w 1983 roku fizycy Don Page (kontakt) z University of Alberta w Kanadzie i William Wooters, zaproponowali wyjaśnienie, wedle którego problem czasu można obejść, stosując pojęcie splątania kwantowego.

Przedstawili oni koncepcję, wedle której obiekty kwantowe są splątane na poziomie kwantowym, co sprowadza się do tego, że można tylko dokonać pomiaru właściwości już zdeterminowanego układu. Z matematycznego punktu widzenia ich propozycja oznaczała, że zegar jako taki nie działa i rusza dopiero po splątaniu z konkretnym wszechświatem.

Marco-Genovese-thumbGdyby jednak ktoś podglądałby nas z innego wszechświata, widziałby nas jako obiekty statyczne i dopiero jego przybycie do nas spowodowałoby splątanie kwantowe i literalnie spowodowałoby w nas poczucie upływu czasu. Hipoteza ta stanowiła podwaliny do pracy uczonych z National Institute of Meteorological Research (INRiM) we włoskim Turynie. Fizyk Marco Genovese (kontakt) postanowił zbudować model, który pozwoli zbadać specyfikę splątania kwantowego. Udało im się odtworzyć fizyczny efekt wskazujący na poprawność tego rozumowania.

Stworzono model wszechświata składający się z dwóch fotonów. Jeden z pary był zorientowany – spolaryzowany wertykalnie, a drugi horyzontalnie. Ich stan kwantowy, a więc i polaryzacja, są potem wykrywane przez serię detektorów. Okazuje się, że dopóki nie dojdzie do obserwacji ostatecznie determinującej układ odniesienia, fotony znajdują się w klasycznej superpozycji kwantowej, czyli były zorientowane zarówno wertykalnie jak i horyzontalnie.

Oznacza to, że obserwator odczytujący wskazanie zegara determinuje splątanie kwantowe, wpływając na Wszechświat, którego częścią się staje. Następnie taki obserwator jest w stanie odebrać polaryzacje kolejnych fotonów na podstawie kwantowego prawdopodobieństwa.

Koncepcja ta jest bardzo kusząca, ponieważ wyjaśnia wiele rzeczy, ale w naturalny sposób prowadzi do konieczności istnienia „super-obserwatora”, który byłby ponad te wszystkie determinizmy i kontrolowałby wszystko, jako całość. Innymi słowy, próba zrozumienia czy jest lub czym jest czas, w naturalny sposób przybliża nas do pojęcia celu istnienia Boga.

St-Augustine-thumbŚw. Augustyn rozważa w XI księdze Confessiones różne aspekty czasu. Wypowiada pogląd, że jest on bezcenny, nierozłączny ze zmianą (ruchem), stanowi pewien wymiar świata materialnego i wiąże się z przemijalnością. Teraźniejszość (to, co istnieje materialnie) jest dla niego czasem zauważanym (choć nieuchwytnym), przeszłość (to, co istniało) – pamiętanym, a przyszłość (to, co będzie istniało) – oczekiwanym; waha się jednak, czy te dwie ostatnie odmiany gdziekolwiek jeszcze (już) istnieją. Z całą pewnością stwierdza zaś, że czas stworzył Bóg, który znajduje się poza nim.

Time-Lee-Smolin

Lee Smolin: Czas jest realnym bytem a nie jedynie złudzeniem

Ogólnie uznawane teorie fizyczne zakładają, że czas i jego upływ jest tylko złudzeniem, a rzeczywistość staje się poprzez interakcję z nią. Teoria, którą najpierw zaproponował Einstein, została potem rozwinięta do postaci Multiwersum (Wieloświata). Czasami jednak zamiast wprowadzać kolejne renormalizacje i wymyślać fantastyczne cząstki robiące całą magię, lepiej jest przemyśleć wszystko i postarać się zobaczyć to w inny sposób. Tak właśnie uczynił wybitny fizyk teoretyk, Lee Smolin ze słynnego Perimeter Institute. Według niego czas istnieje i jest jak najbardziej realny.

Ustalenia Smolina pojawiły się, jako konkluzja pracy zmierzającej do tego samego celu, który ma większość fizyków, ustalenia teorii wszystkiego. W najnowszej swojej książce „Czas Odrodzony”, postuluje on zupełnie inne spojrzenie na fizykę. Jeśli jego ustalenia uda się jakoś potwierdzić z pewnością zdobędzie nagrodę Nobla. Smolin od lat krytykuje, uznawaną przez społeczność naukową, teorię strun.

Według niego nie istnieje coś takiego jak Multiwersum, ponieważ żyjemy w jednym Wszechświecie oraz w jednym czasie. Zdaniem naukowca konieczne jest bardziej fundamentalne podejście do nierozwiązywalnych problemów fizyki i zamiast brnąć w fantasmagorie, należy sprawdzić, czy założenia stanowiące pryncypium tego, co wydaje nam się, że wiemy, nie są przypadkiem całkowicie błędne.

Smolin uważa, że czas jest sprawą najwyższej wagi, a nasze doświadczenie z rzeczywistością chwili obecnej to nie jest złudzenie, ale kluczem do zrozumienia fundamentalnej natury rzeczywistości. Twierdzi, że jego droga do tej konkluzji nie była łatwa. Podobnie jak większość fizyków, wierzył, że czas jest subiektywnym złudzeniem.

Zgodnie z ogólną teorią względności Alberta Einsteina – czas to tylko jeden wymiar przestrzeni, gdzie można poruszać się w obu kierunkach, a nasza ludzka percepcja rzeczywistości istnieje tylko w naszej głowie. Ale z czasem, Smolin doszedł do wniosku, że czas jest nie tylko realny, ale nawet może być kluczem do zrozumienia praw natury.

12

O Autorze

 > John Lennon „Imagine”: Imagine there’s no Countries... Imagine no Possession... Nothing to Kill or Die For... And no Religion too... No Need for Greed or Hunger... A Brotherhood of Man... (Niestety, John, dziś żyjemy w innym świecie. Twoje idee, lepsze czy gorsze, zostały wypaczone). Mahatma Gandhi: Na początku cię ignorują. Potem śmieją się z ciebie. Następnie z tobą walczą. W końcu wygrywasz • Siedem grzechów społecznych: polityka bez zasad, bogactwo bez pracy, przyjemność bez sumienia, wiedza bez osobowości, wiara bez poświęcenia, nauka bez człowieczeństwa oraz handel bez moralności • Religie to różne drogi prowadzące do tego samego celu. Jakaż to jest różnica, którą z nich wybierzemy? Jaki cel więc mają te kłótnie między nami? • Słabi nigdy nie potrafią przebaczać. Przebaczenie jest cnotą silnych • Jakże wielkiej daniny grzechu i błędów wymaga od człowieka bogactwo i władza • Nie znam większego grzechu niż uciskanie słabszych w imieniu Boga • Jest wiele powodów, dla których mogę być przygotowany na śmierć, ale nie ma żadnego, dla którego gotów byłbym zabić. Albert Einstein: Nie ma rzeczywistości samej w sobie, są tylko obrazy widziane z różnych perspektyw • Gdy miałem dwadzieścia lat, myślałem tylko o kochaniu. Lecz później kochałem już tylko myśleć • Tylko dwie rzeczy są nieskończone: wszechświat i ludzka głupota. Co do tej pierwszej istnieją jednak pewne wątpliwości • Nauka bez religii jest kaleka, religia bez nauki jest ślepa • Jestem bardzo głęboko religijnym niewierzącym • Gospodarcza anarchia społeczeństwa kapitalistycznego w jego dzisiejszej formie jest, moim zdaniem, prawdziwym źródłem zła • Wszyscy wokół wiedzą, że czegoś nie da się zrobić. I wtedy pojawia taki, który o tym nie wie, i on właśnie to coś robi • Nie wiem, jaka broń będzie użyta w trzeciej wojnie światowej, ale czwarta będzie na maczugi.



SKOMENTUJ

Zaloguj się i napisz komentarz.

Ruch Lotniczy nad Ziemią 24H

Artykuły w Kategoriach:

Poznaj Chiny

Pogoda

Warszawa
2017-10-18, 05:29
Mgła
8°C
Odczuwalna: 9°C
Ciśnienie: 1020 mb
Wilgotność: 100%
Wiatr: 0 m/s S
Prognoza: 2017-10-18
dzień
Przelotne zachmurzenie
21°C
noc
Przelotne chmury
11°C
 

Teleskop Hubble'a