06 юли 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Какво е времето? Загадъчната същност на четвъртото измерение

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 юни 2022 в 00:00 81870
Времето е загадъчно. Кредит: Pixabay

Истинската природа на времето продължава да ни убягва. Но дали е основна част от космоса или илюзия, създадена в умовете ни, има дълбоки последици за нашето разбиране за Вселената.

Раждаме се, живеем и в един момент умираме. Идеята, че нашето съществуване е ограничено от времето, е фундаментално за човешкия опит. Не можем да се борим – и честно казано, не знаем срещу какво се борим. Времето е универсално, чиято природа всички ние – и особено физиците – не успяваме да схванем.

Но защо времето създава толкова проблеми?

„Ако имахме наистина добър отговор на този въпрос“, казва Астрид Айххорн (Astrid Eichhorn), физик-теоретик от Университета на Южна Дания в Одензе, „тогава нямаше да е толкова проблематично“.

На определено ниво времето е просто: то е това, което спира всичко да се случва е дновременно. Това може да изглежда лековато, но това е поне нещо, с което хората могат да се съгласят.

„Причинно-следственият ред на нещата всъщност е това, което е времето“, отбелязва Айххорн.

Погледнато по този начин, съществуването на времето може да се тълкува като необходима предпоставка за такава вселената, където нещата водят до други неща, сред които интелигентен живот, който може да задава въпроси, като „какво е времето?“.

Отвъд това, същността на времето е мистериозна. Например, защо нещата могат да влияят на други неща само в една посока във времето, но в множество посоки в трите измерения на пространството.

Повечето физически теории, от законите за движение на Исак Нютон до квантовата механика, заобикалят подобни въпроси. В тези теории времето е „независима променлива“, спрямо която се променят други неща, но която не може да бъде променена от нищо друго. В този смисъл времето съществува извън физиката, като метроном извън Вселената, под ритъма на който се случва всичко вътре във Вселената.

Теориите на относителността на Алберт Айнщайн, разработени в началото на 20-ти век, още объркват представите. В относителността времето е физическо, нещо динамично, слято с пространството, за да образува пространство-време – тъканта на самата Вселена. И пространство-времето не е абсолютно, а относително, изкривено от движение и гравитация. Ако пътувате бързо или ако сте в силно гравитационно поле, то се забавя.

Относителността на времето има далече стигащи последствия. Тъй като няма уникален начин за дефиниране на неговото преминаване, няма уникален начин за дефиниране на „сега“. Айнщайн заключава, че всички „сега“ – минало, настояще и бъдеще – трябва да съществуват едновременно, картина, известна като "блоковата вселена", която е напълно в противоречие с нашата интуиция.

Блоковата вселена

Според теорията на блоковата вселена, Вселената е гигантски блок от всички неща, които някога се случват по всяко време и на всяко място. От тази гледна точка миналото, настоящето и бъдещето всички съществуват — и са еднакво реални.

Как може да си го представим?

Блокът има четири измерения: три пространствени измерения - да речем дължина, височина и ширина - плюс четвърто времево измерение или време. Или нека го направим по-лесно, като визуализираме блоковия модел на нашия свят като триизмерен правоъгълник или паралелепипед.

Две от измеренията на този паралелепипед (да кажем височина и ширина) представляват две от трите пространствени измерения на Вселената.

Третото пространствено измерение в горната схема се пропуска - дължината на паралелепипеда - и се заменя с времето. В единия край на паралелепипеда е Големият взрив. В другия е последният момент от Вселената.

Паралелепипедът е изпълнен с всяко събитие, което някога се е случило, се слува или ще се случи. Разположението на тези събития в паралелепипеда, представлява тяхното местоположение в пространство-времето. Всички събития, включително вашето раждане и смърт, и точно този момент, докато четете тези думи, съществуват някъде в блока.

От наша гледна точка изглежда, че времето тече. Но в модела на блоковата вселена времето не тече.

С други думи, в блоковата вселена няма конкретен настоящ момент, а „миналите“ и „бъдещите“ моменти са относителни. Вие, докато четете това, наистина можете да кажете "аз съм тук", въпреки че вашето "тук" е различно от моето.

При модела на блоковата вселена, разговорът за „настоящето“ или „сега“ работи точно както разговорът за „тук“.

Тъй като винаги се намираме там, където се намираме (това е тривиална истина), всеки се намира в настоящето, точно както всеки се намира на мястото, което нарича ​​„тук“.

Това несъответствие възниква, защото в нашата вселена скоростта на светлината е крайна. Можем да достигнем само определени времена в рамките на определено, добре, време, така че никога не можем да постигнем тази богоподобна гледна точка на блоковата вселена.

„На практика причинно-следствената връзка строго ограничава това, което можем да възприемем, а нашият опит и всичко, което ни засяга, е силно ограничено от причинно-следствените връзки“, отбелязва космологът Кейти Мак (Katie Mack) от Държавния университет на Северна Каролина .

Време и пространство

Загадките не спират дотук. Като прави времето част от физическата тъкан на вселената, която, доколкото можем да кажем, е започнала с Големия взрив преди около 13,8 милиарда години, Общата теория на относителността на Айнщайн предполага, че самото време има начало - а може би и край.

 Не може да има вечен метроном да тиктака извън Вселената, както предполага квантовата теория, защото такъв източник би трябвало да съществува извън самото пространство и време. Това създава в момента непреодолимо разделение между теорията на относителността и квантовата теория. Опитвайки се да го пресекат, изследователи като Айххорн се надяват да постигнат напредък към по-единна картина на физиката - такава, която трябва да има много различна концепция за времето.

Много теории за "квантовата гравитация" предполагат, че ако може да се приближим ("да зуумнем") много близо до тъканта на пространство-времето на Айнщайн, до фино ниво, известно като Планкова скала, ще открием подструктура - вид квантова пикселизация. Това би отворило напълно нови възможности.

„Може да се окаже, че квантовата структура на пространството и времето е различна в присъствието на материя, отколкото ако просто представяме нещо като вселена, която съдържа само пространство и време“, казва Айххорн.

Не всеки смята, че трябва да отидем толкова далеч. Някои виждат път към намирането на природата на времето в по-доброто разбиране на квантовата теория. Или може би времето само по себе си е мираж. Подобно на цвета или рисунъка на листата на дърво, времето може да е нещо без значение, предполага Кейти Мак, чието движение ние си измисляме, за да осмислим локалните модели около нас и собствения си живот.

В края на краищата, ние никога не измерваме самото време, а по-скоро регулярни промени – било то смяната на сезоните, люлеенето на махалото или трептенето на цезиев атом – които преобразуваме в някакво мистериозно нещо, което наричаме „време“.

„Това е нещо, което виждаме и изглежда, че е там“, коментира Мак. "Може да няма значение за космоса."

Източник: 

What is time? The mysterious essence of the fourth dimension, Richard Webb, New Scientist

The block universe theory, where time travel is possible but time passing is an illusion
ABC Science / Dr Kristie Miller


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.