"Tid är det som förhindrar att allt händer samtidigt." Fysiker John Wheelers uttalande sammanfattar med rätta vad tiden gör i motsats till något annat. Detta står särskilt fram mot bakgrund av det faktum att vår jakt på verklighetens mest grundläggande ingredienser inte gav oss något som kunde kopplas till tiden. Einstein lyckades mer än andra: han kombinerade tid med rymden. Men redan före honom var det tydligt att fysiklagarna fungerar på samma sätt, oavsett om du går framåt i tid eller bakåt. Och det passar bara inte vår upplevelse. Vad är tid? Här är fem av våra bästa teorier hittills.
Tid … är bara
Efter den allmänna relativitetsteorin kom kvantmekaniken snabbt och etablerade tidbegreppet som vi är vana vid. Kvantvärldens surr motsvarar den auktoritära kryssningen av en klocka som ligger utanför något beskrivet partikelsystem. Men den kvantmekaniska representationen av tid är inte övertygande. Ta Wheeler-DeWitt-ekvationen som beskriver kvanttillståndet för hela universum. Om detta system är allt vi vet, var skulle då den tecknande kvantur vara?
Tid … bara en illusion
Fysikern Julian Barbour tror att vi kan behöva döda tiden helt. Enligt hans åsikt måste rum och tid, förenade av Einsteins allmänna relativitetsteori, separeras. Det enda sättet att definiera rymden, enligt hans åsikt, är att betrakta det som ett geometriskt förhållande mellan de observerade partiklarna, oavsett tid. Han kallar varje konfiguration för en "stillbild" som finns i "möjligheterna." I Barbours koncept finns det bara dessa bilder. Tiden är inte verklig, utan bara en konsekvens av vår uppfattning - en illusion som uppstår på grund av att universum ständigt förändras från en bild till en annan.
Kampanjvideo:
Tid … är entropiens pil
Bara här berör Barbours schema inte en mer subtil fråga. Alla våra fysiska lagar är symmetriska i tid, vilket, matematiskt sett, kan allt flyta lika framåt och bakåt i tiden. Med ett undantag. Den andra termodynamiklagen säger att entropi, eller mängden störning, alltid ökar med tiden i enskilda partiklar och energisamlingar. Den andra lagen förklarar varför en gryta med vatten inte kan värmas upp på egen hand, till exempel. Den unika asymmetrin i denna lag har fått många fysiker att tro att det extremt ensidiga tidsflödet är förknippat med entropi. Det finns också en kvanteversion av denna "entropiska pilens tid" utvecklad av fysiker Sandu Popescu vid University of Bristol i Storbritannien. Popescu och hans kollegor visadeatt vi kan se den växande entropin som ett resultat av tillväxten av kvantförvirring.
Tid … absolut verklig trots allt
Kanske är pilens tidens entropi inte hela historien, säger Lee Smolin från Perimeter Institute i Waterloo, Kanada. Han noterar att om entropin ständigt växer, borde universum vid tidpunkten för Big Bang ha varit i ett tillstånd av låg entropi (hög ordning). Men det finns ingen förklaring till varför allt måste vara så. Detta ger oss tillbaka till frågan om varför våra fysiska lagar är symmetriska i tiden. Vi kanske bara har fel lagar, säger Smolin. Tillsammans med kollegor försöker han hitta alternativa grundläggande lagar där tidsriktningen är inbäddad. Det enda problemet är att hans konstiga inställning leder till att lagar förändras över tid.
Tid … förtjänar jämlikhet
John Vaccaro från Griffith University i Australien experimenterar för att sätta tid och rum på lika villkor. Kvantmekanik tillåter en partikel att existera på ett ställe, men inte på en annan. Kanske, säger Vaccaro, tillåter det att en partikel existerar på en gång, men inte en annan utan behov av interaktioner som skapar eller förstör den.
Ett försök att korrigera ekvationerna med detta i åtanke ledde inte till något, eftersom det bryter mot fysikens hörnsten - lagen om bevarande av massa. Men Vaccaro visar att kvantmekaniken under återstoden av dessa ekvationer kan återställas i en korrigerad form. Vi behöver bara experimentella bevis för att stödja denna idé. 2012 visade BaBar-experimentet vid SLAC National Accelerator Center i Kalifornien att B-mesonpartiklar förfaller på olika sätt vid olika tidpunkter. Kanske finns det mer i Vaccaros idéer.
ILYA KHEL
