Tid är ett stort förflutet, en osäker framtid

Vi tar alla för givet att tidens pil alltid pekar mot framtiden. I ett system som är bortkopplat från en extern energikälla - och detta är tydligen vårt universum - förändras allt från ordnat till oordnat.

När den tillämpas på termodynamikens lagar innebär principen att tiden flyter längs en pil att man inte kan placera ett varmt föremål i ett kallt rum och förvänta sig att det blir kallare och att föremålet blir varmare. Olika experiment har visat att även på kvantnivå beror partiklarnas beteende väsentligt på de initiala förhållandena. De rör sig med andra ord i den riktning vi har blivit vana vid med tiden.

På senare tid har det dock kommit fler och fler tecken på att något är fel med vår tidsuppfattning. Kanske inte tillräckligt för att överhuvudtaget tvivla på dess existens, utan att fundera på hur vi ska förstå det – det är säkert.

Ingen uppvärmning när du är förvirrad

En grupp fysiker från Federal University of ABC i Brasilien bestämde sig nyligen för att studera kloroform, vars molekyl består av en kolatom bunden till en väteatom och tre kloratomer. Forskarna använde ett starkt magnetfält och aceton för att manipulera egenskaperna hos atomkomponenter. Detta gjorde det möjligt för dem att "lyssna" på partiklars beteende när kärnenergin gradvis ökade på grund av magnetisk resonans. Enligt tidens pilregel måste "upphettande" atomkärnor ge upp energin från kaotiska rörelser till kallare atomer tills det helas energitillstånd blir lika.

Hur ska vi förstå tiden?

Under normala omständigheter skulle detta ha hänt. Forskarna hittade dock ett spännande undantag - ett fall där partiklarna var korrelerade med varandra. Partikelkorrelation har väsentligt förändrat hur energi fördelas mellan kroppar jämfört med vad som normalt händer. De exciterade vätekärnorna blev "hetare" och deras kallare intrasslade kolpartner blev "svalare".

Som författarna till experimentet drar slutsatsen är dessa resultat termodynamiskt ekvivalenta gå tillbaka i tiden i mycket liten skala, men fortfarande i vårt universum, där regeln om tidens gång är förmodligen "helig". "Vi observerar ett spontant flöde av värme från ett kallt till ett varmt system", skriver forskarna i en artikel som visas på arXiv.org-förvaret.

Psykologisk och termodynamisk pil

Stephen Hawking i sin A Brief History of Time skrev han att störningen ökar med tiden eftersom vi mäter tiden i den riktning som störningen ökar. Detta skulle innebära att vi har något val, att vi till exempel kan observera först fragmenten av krossat glas utspridda på golvet, sedan det ögonblick då glaset träffar golvet, sedan glaset i luften och slutligen i handen av en person som håller i hans. Det finns ingen vetenskaplig regel om att den "psykologiska tidens pil" måste gå i samma riktning som den termodynamiska pilen, och systemets entropi ökar. Men många forskare tror att detta beror på att energiska förändringar sker i den mänskliga hjärnan, liknande de som vi observerar i naturen. Hjärnan har energin att agera, observera och resonera, eftersom den mänskliga "motorn" bränner bränsle-mat och, precis som i en förbränningsmotor, är denna process oåterkallelig.

Det finns dock fall när man bibehåller en riktning av den psykologiska tidens pil i olika system entropin både stiger och faller – till exempel vid lagring av data i datorns minne. Minnesmodulerna i maskinen går från oordnat tillstånd till diskskrivordning. Därmed reduceras entropin i datorn. Men vilken fysiker som helst kommer att säga att ur universums synvinkel som helhet växer det, eftersom det tar energi att skriva till en skiva, och denna energi försvinner i form av värme som genereras av en maskin. Det finns ett litet "psykologiskt" motstånd mot fysikens etablerade lagar här. Det är svårt för oss att anse att det som kommer ut med ljudet från fläkten är viktigare än inspelningen av ett verk eller annat värde i minnet.

Redan 1967 dök den upp Wheeler-DeWitt ekvationvilket innebar att det inte fanns någon tid som sådan. Det var ett försök att matematiskt kombinera idéerna om kvantmekanik och allmän relativitet, ett steg mot teorin om kvantgravitation, d.v.s. teorin om allt önskat av alla vetenskapsmän. Bara 1983 fysiker Don Page i William Wuthers föreslagit en förklaring enligt vilken tidsproblemet kan kringgås med hjälp av begreppet kvantsammanflätning. De föreslog konceptet att endast egenskaperna hos ett redan definierat system kan mätas. Ur en matematisk synvinkel innebar deras förslag att klockor isolerade från systemet inte fungerade och bara startade när de var intrasslade med ett specifikt universum.

Är detta bara en illusion?

Är det möjligt att tolka kvantteorin symmetriskt i tiden, utan att tillåta nuets inflytande på det förflutna? frågar sig i en avhandling publicerad i Proceedings of the Royal Society Matthew S. Leifer Oraz Matthew F. Pusey. Om en sådan teori ska vara symmetrisk, och fysiker bryr sig om detta, så måste tyvärr ovanstående möjlighet finnas.

Fans har inga problem med att räkna ner klockan multivers teorisom redan kan ses i Page och Wooters koncept. Det löser problemet med symmetri väl och det finns ingen anledning att vrida tillbaka tidens pil för att förklara fenomenen. Det är bara det att olika experimentella resultat motsvarar olika världar där en partikel kan bete sig på ett eller annat sätt.

Experimentell modell i kloroform

brittisk fysiker Julian Barbour skrivit flera böcker om tid är bara en illusion. Den mest kända av dessa är The End of Time: The Next Revolution in Our Understanding of the Universe, 1999. Universum, om det är sammansatt av instabila konfigurationer av materia, ger intrycket av att tiden går, säger Barbour. Medvetandeströmmen och känslan av nuet, som varar i ungefär en sekund, sker allt i människors huvuden. Våra hjärnor har information om det senaste förflutna, men inte genom ett orsak-och-verkan-förhållande som går tillbaka till tidigare konfigurationer. Snarare är det ett drag i tänkandet, kanske nödvändigt för att du överhuvudtaget ska tänka.

Barbour noterar det Einstein i ett av sina sista brev skriver han: "Människor som vi, som tror på fysik, vet att skillnaden mellan dåtid, nutid och framtid bara är en ihållande illusion." Barbours åsikter anses vara "vetenskap i utkanten", men många seriösa fysiker (inklusive kända figurer som t.ex. Lee Smolin i Lyubosh Motl) anses vara "intressanta" snarare än "galna". Det finns en viss elegans i begreppet tidlöshet, varför det tilltalar fysiker.

Enligt teoretiker som fortsatte Barbours tanke är tid ett begrepp som uppfunnits av människan så att vi kan skilja vad som är "nu" från vad vi uppfattar som "det förflutna". Begreppet tid förblir bara en illusion av vårt sinne, för i själva verket händer allt som var och kommer att vara i varje givet ögonblick. För två år sedan gjordes ett sådant uttalande av en grupp fysiker från Massachusetts Institute of Technology.

Dessa forskare hävdar att universum består av "block" där tid och rum är sammankopplade och bildar det som kallas rum-tid. Denna teori överensstämmer med relativitetsteorin Einstein menar att rum och tid är en del av ett fyrdimensionellt universum där allt som händer har sina egna unika koordinater i rum-tid.

 - sammanfattade sina kollegors forskning Max Tegmark z S. — 

Ur kvantfysikens synvinkel kan det alltid bevisas att tiden "finns" eftersom den fungerar i själva experimentets antaganden, som toxiciteten hos ett ämne som placeras i lådan med Schrödingers katt. Tid är psykologiskt en del av det landskap som vi skapar för vår kognition. Faktum är att dess övergång från det förflutna till framtiden är föremål för samma granskning som allt annat.

Det här är slutet. I den meningen att tiden slutar som en självklarhet, vilket inte behöver bevisas. Om det så småningom också blir en rum-tidsdimension och ett verkligt mått på universum återstår att avgöra. Hittills, i duellen mellan teoretisk fysik och allmän intuition, har den senare en betydande fördel. Men hon kanske inte vet att hon gjort ett misstag och redan har förlorat?

Tidspil - Visar riktningen för tidsflödet. Konceptet introducerades och populariserades av den brittiske astrofysikern Arthur Eddington 1927, författare till The Nature of the Physical World, publicerad ett år senare. Tiden flödar alltid från det förflutna till framtiden och aldrig tvärtom, det vill säga den är enkelriktad, asymmetrisk och irreversibel. Det kan delas in i dåtid, nutid och framtid. Synonymer för tidens pil: tidens riktning, tidens asymmetri, tidens anisotropi, tidens irreversibilitet och tidens enkelriktade.