Över. Nuet. Framtida. För fysik är de alla samma. Men för dig, mig och alla andra går tiden bara i en riktning: från förväntningar till upplevelser och minnen. Denna linearitet kallas tidsaxeln (ibland kallad tidens pil), och vissa fysiker tror att den rör sig i en riktning endast för människor och andra arter som bara kan uppleva dess rörelse på detta sätt.
Frågan om tidsaxeln har sorterats ut av forskare under ganska lång tid. Och dess huvudaspekt är inte huruvida tiden finns alls, utan i vilken riktning denna tid faktiskt rör sig. Många fysiker tror att tiden manifesterar sig när ett tillräckligt antal små elementära partiklar, individuellt kontrollerade av ganska konstiga kvantmekanikslagar, börjar interagera med varandra och uppvisar beteende som redan kan förklaras med hjälp av fysikens klassiska lagar. På sidorna i det senaste numret av den tyska tidskriften Annalen der physic (samma tidskrift på de sidor som Einsteins artikelserie om allmänna och speciella relativitetsteorier publicerades) hävdar två forskare att tyngdkraften inte har tillräckligtså att absolut alla objekt i universum följer principen för riktningen för tidsaxeln förbi - nutid - framtid. Istället tror forskare att själva tidsaxeln skapas av externa observatörer.
Ett av de viktigaste moderna problemen i fysiken är anpassning av kvantmekanik till klassiska. I kvantmekanik kan partiklar ha superpositioner. Till exempel kan en elektron existera på två platser samtidigt och det är omöjligt att ta reda på vilken som är förrän du gör en observation. Här är huvudaspekten sannolikhet. Att hitta platsen kan bara vara experimentellt.
Reglerna ändras dock dramatiskt om elektroner börjar interagera med andra föremål, till exempel med luftatomer, eller som en del av dammpartiklar och i allmänhet alla typer av material. Här träder reglerna i klassisk mekanik i kraft, och tyngdkraften blir den viktigaste faktorn i samverkan mellan dessa partiklar.
"Elektronens position, varje atom, kontrolleras av sannolikhet," säger Yasunori Nomura, en fysiker vid University of California, Berkeley.
Men så snart de börjar interagera med större partiklar eller bli en del av ett objekt, till exempel en baseball, blandas alla dessa individuella sannolikheter för deras position, och chansen för alla dessa elektroner i superpositionen minskas. Därför kommer du aldrig att se hur samma baseball kan vara på två platser samtidigt - i catcherens handske och flyga ut från spelplanen.
Det ögonblick då fysik av elementära partiklar kolliderar (smälter samman) med klassisk mekanik kallas decoherence. Ur fysikens synvinkel händer detta när tidsflödets riktning blir matematiskt betydande. Många fysiker tror att tidsaxeln är exakt vad som kommer från decoherence.
Den mest kända teorin som förklarar decoherence-principen är Wheeler - DeWitt-ekvationen. Teorin dök upp 1965, då fysikern John Wheeler var tvungen att stanna länge på flygplatsen i North Carolina (USA). För att döda tiden bad han sin kollega Bruce DeWitt träffa honom. De två forskarna träffades och som vanligtvis började man prata om olika teorier och”leka med siffror”. Vid någon tidpunkt kom båda med en ekvation som Wheeler tyckte (eftersom DeWitt var mer skeptisk till saken) är en söm mellan kvant- och klassisk mekanik.
Kampanjvideo:
Teorin visade sig vara ofullkomlig. Det visade sig dock vara mycket viktigt för fysiken. Många forskare har kommit överens om att det är ett viktigt verktyg för att förstå alla känslor i processen med decoherence och den så kallade kvanttyngdkraften.
Trots att tidsvariabeln inte ingår i ekvationen (i fysiken mäts tiden genom övergången av ett objekt från ett ställe till ett annat eller en förändring i dess tillstånd), skapar det grunden för att länka allt i universum.
I en ny vetenskaplig artikel säger dock två forskare att i Wheeler-DeWitt-ekvationen påverkar tyngdekraften för långsamt för att accepteras som en universell tidsaxel.
"Om du tittar på exemplen och gör beräkningarna visar det sig att ekvationen inte förklarar hur tidens riktning verkar," säger Robert Lanza, biolog, polymath och medförfattare till artikeln. (Lanza är en förespråkare för biocentrism - teorin om att biologiskt liv skapar verkligheten runt oss, tid och universum - det vill säga, liv skapar universum och inte tvärtom).
Forskaren förklarar detta genom att kvantpartiklar måste behålla egenskaperna hos deras superpositioner tills de fångas av tyngdkraften. Om tyngdkraften visar sig vara för svag för att upprätthålla interaktionen mellan partiklarna under deras decoherence till något större, kommer det inte att få partiklarna att röra sig i samma riktning i något scenario.
Om matematiken inte kan lösa den här frågan, kan svaret ligga i betraktaren. Det är i oss själva. Tiden rör sig exakt som den rör sig, för vi människor är ursprungligen biologiskt, neurologiskt och filosofiskt "programmerade" för att uppfatta tiden på detta sätt. Det är som Schrödingers katt på makronivå. Det är möjligt att universumets bortre ände rör sig från framtiden till det förflutna, och inte tvärtom. Det är mycket möjligt att när man tittar genom teleskop går tiden från detta tillstånd och får en mer förståelig riktning av”förgång - framtid” för oss.
"I sitt arbete med relativitetsteorin visade Einstein att tiden är relativt till observatören," säger Lanza.
"Vårt arbete utvecklar denna idé och säger att faktiskt iakttagaren själv skapar tid."
Naturligtvis kan denna teori inte kallas ny. Den italienska fysikern Carlo Rovelli publicerade en artikel om detta i det största öppna vetenskapliga webbiblioteket ArXiv.org förra året. Det finns också tillräckligt med motsägelser i det. Till exempel säger Nomura att det ännu inte är klart hur man kan ta reda på om begreppet "observatörstid" är verkligt.
"Svaret kommer att bero på om tidsbegreppet (begreppet) kan fastställas matematiskt utan att inkludera observatörer i systemet," säger forskaren.
Författarna till artikeln hävdar att det inte finns något sätt att utesluta observatören från någon ekvation, eftersom dessa ekvationer dras och analyseras av människor som standard.
Nomura noterar också att författarna till teorierna inte beaktade det faktum att hela universum existerar i det så kallade övergångstillståndet "rymd-tid".
"När vi pratar om rymdtid talar vi om ett redan decohere-system."
Naturligtvis sa Namura inte att andra forskare har helt fel och att fysik fortfarande är en ofullständig, ofullständig och ofullständig vetenskap (och, intressant, det är svårt att argumentera med detta), men han noterade att han helt håller med om slutsatserna som gjordes av dessa forskare. Enligt hans åsikt, som tiden själv, är alla tolkningar i fysiken relativa.
NIKOLAY KHIZHNYAK