Малко идеи в съвременната наука са променили разбирането ни за реалността по-дълбоко от пространство-времето - преплетената тъкан от пространство и време в основата на теорията на относителността на Алберт Айнщайн.
Пространството-време често се описва като "тъканта на реалността". В някои разкази тази тъкан се нарича фиксирана, четириизмерна "блокова вселена" – пълна карта на всички събития, минали, настоящи и бъдещи.
В други случаи това е динамично поле, което се огъва и извива в отговор на гравитацията. Но какво всъщност означава да се каже, че пространство-времето съществува? Какво нещо е то - пространствено-времева структура, субстанция или метафора ?
Сърцето на съвременната физика
Тези въпроси не са просто философски. Те стоят в основата на начина, по който интерпретираме съвременната физика и тихомълком оформят всичко - от това как разбираме общата теория на относителността до това как си представяме пътуването във времето, мултивселените и нашия произход.
Тези въпроси дават основа за появата на самото пространство-време и радикално нови предложения, които го третират като паметта на Вселената. И въпреки това езикът, който използваме, за да опишем пространство-времето, често е неясен, метафоричен и дълбоко непоследователен.
Австрийско-британският философ Лудвиг Витгенщайн веднъж предупреди, че философските проблеми възникват, когато "езикът еси почива". Оказва се, че физиката може да е отличен пример.
През последния век познати думи като "време", "съществува" и "времето не съществува " са били пренасочвани в технически контексти, без да се разглежда какъв багаж носят от ежедневната реч.
Това води до голямо объркване относно това какво всъщност означават тези термини.
Проблемът с езика
Във философията на физиката, особено в един възглед, наречен етернализъм, изразът "времето не съществува" се използва буквално. Етернализмът е идеята, че времето не тече – че всички събития във всяко време са еднакво реални в рамките на четириизмерна структура, наречена "блокова вселена".
Етернализмът разбира, че всичко, навсякъде, съществува безвременно и едновременно.
Според тази гледна точка, цялата история на вселената вече е изложена, безвременна, в структурата на пространство-времето. В този контекст "безвременен" означава, че самата вселена не съществува или не се разгръща в реален смисъл. Нищо не се случва. Няма промяна. Има само блок и цялата вечност съществува безвременно в него.
Но това води до по-дълбок проблем. Ако всичко, което се случва през вечността, е еднакво реално и всички събития вече са там, какво всъщност означава да се каже, че пространство-времето съществува?
Слон в стаята
Има структурна разлика между съществуване и случване. Едното е начин на съществуване, другото - на случване.
Представете си, че до вас стои слон. Вероятно бихте казали: "Този слон съществува." Може да го опишете като триизмерен обект, но важното е, че той е "триизмерен обект, който съществува ".
За разлика от това, представете си чисто триизмерен слон, който проблясва в стаята за миг: момент от живота на съществуващ слон, появяващ се и изчезващ като призрак. Този слон всъщност не съществува в обичайния смисъл. Той се случва.
Съществуващият слон съществува във времето, а пространство-времето каталогизира всеки момент от съществуването му като четириизмерна световна линия - пътят на обекта през пространството и времето през цялото му съществуване. Въображаемият "възникващ слон" е само един пространственоподобен срез от тази тръба; един триизмерен момент.
Сега приложете това разграничение към самото пространство-време. Какво означава четириизмерното пространство-време да съществува в смисъл, в който съществува слонът? Пространството-времето съществува ли в същия смисъл? Има ли пространство-времето свой собствен набор от моменти "сега" ? Или пространство-времето – многообразието от всички събития, които се случват през вечността – е просто нещо, което се случва? Дали пространство-времето е просто описателна рамка за свързване на тези събития?
Етернализмът размива това разграничение. Той третира цялата вечност – тоест цялото пространство-време – като съществуваща структура и приема течението на времето за илюзия. Но тази илюзия е невъзможна, ако цялото пространство-време се случи в един миг.
За да се възстанови илюзията, че времето тече в тази рамка, четириизмерното пространство-време трябва да съществува по начин, по-близък до триизмерния съществуващ слон - чието съществуване се описва от четириизмерното пространство-време.
Всяко събитие
Нека да развием тази мисъл още една крачка напред.
Ако си представим, че всяко събитие в историята на Вселената "съществува" във вселената на блоковете, тогава бихме могли да се запитаме: кога съществува самият блок? Ако не се разгръща или променя, съществува ли безвременнo? Ако е така, тогава ние наслагваме друго измерение на времето върху нещо, което би трябвало да е безвременно в буквалния смисъл.
За да осмислим това, бихме могли да изградим петизмерна рамка, използвайки три пространствени измерения и две времеви измерения. Втората времева ос би ни позволила да кажем, че четириизмерното пространство-време съществува по абсолютно същия начин, по който обикновено си представяме "слон в стаята", съществуващ в рамките на трите измерения на пространството, които ни заобикалят, събитията от които каталогизираме като четириизмерно пространство-време.
В този момент излизаме от рамките на установената физика, която описва пространство-времето само чрез четири измерения. Но това разкрива дълбок проблем: нямаме последователен начин да говорим за това какво означава съществуването на пространство-времето, без случайно да внесем обратно времето чрез добавено измерение, което не е част от физиката.
Все едно се опитваш да опишеш песен, която съществува едновременно, без да бъде изпълнявана, чута или развиваща се.
Обясненията за това как пространство-времето може да съществува безвременно все още водят до различни обяснения за времето. Кредит: Unsplash
От физиката до фантастиката
Това объркване оформя начина, по който си представяме времето във художествената литература и поп науката.
Във филма на Джеймс Камерън от 1984 г. "Терминаторът" всички събития се третират като фиксирани. Пътуване във времето е възможно, но времевата линия не може да бъде променена. Всичко вече съществува във фиксирано, безвременно състояние.
В четвъртия филм от поредицата "Отмъстителите" , "Отмъстителите: Краят" (2019), пътуването във времето позволява на героите да променят минали събития и да преоформят времевата линия, което предполага блокова вселена, която едновременно съществува и се променя.
Тази промяна може да се случи само ако четириизмерната времева линия съществува по същия начин, по който съществува нашият триизмерен свят.
Но независимо дали подобна промяна е възможна, и двата сценария предполагат, че миналото и бъдещето са налице и са готови за пътуване. Нито един от тях обаче не се занимава с това какъв вид съществуване предполага това или как пространство-времето се различава от карта на събитията.
Разбиране на реалността
Когато физиците казват, че пространство-времето "съществува", те често работят в рамка, която тихомълком е размила границата между съществуване и случване. Резултатът е метафизичен модел, на който в най-добрия случай липсва яснота, а в най-лошия случай замъглява самата природа на реалността.
Нищо от това не застрашава математическата теория на относителността или емпиричната наука, която я потвърждава. Уравненията на Айнщайн все още работят. Но как интерпретираме тези уравнения е от значение, особено когато това оформя начина, по който говорим за реалността и как подхождаме към по-дълбоките проблеми във физиката.
Тези разбирания включват опити за съгласуване на общата теория на относителността с квантовата теория – предизвикателство, изследвано както във философията, така и в научно-популярните дискусии.
Дефинирането на пространство-времето е повече от технически дебат – става въпрос за това в какъв свят си мислим, че живеем.
Справка: DOI: https://doi.org/10.64628/AAM.ccrm5g9hc
Авторът Дарил Янзен (Daryl Janzen) е управител на обсерваторията и преподавател по астрономия в University of Saskatchewan
Статията е препубликувана с малко допълнения от The Conversation под лиценз Creative Commons. Прочетете oригиналната статия.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
dolivo
Чифтосали ли са се Хомо еректус и денисовците? Зъбните протеини намекват за древни срещи
Niko Kolev
"Ад" на Данте описва удар на астероид 500 години преди съвременната наука
dolivo
10-годишно момиче открива рядък мексикански аксолотъл. Какво знаем за тези животни
dolivo
Хората с тъмни черти на характера са естествено склонни към лидерски роли, установява ново проучване