Existuje čas? Perspektíva fyzika

čas je určite veľmi zložitá téma fyzikaa existujú ľudia, ktorí veria, že čas v skutočnosti neexistuje. Jeden spoločný argument, ktorý používajú, je, že Einstein dokázal, že všetko je relatívne, takže čas nie je relevantný. V najpredávanejšej knihe Tajomstvo, autori hovoria: „Čas je len ilúzia.“ Je to skutočne pravda? Je čas iba výplodom našej fantázie?

Medzi fyzikmi niet pochýb o tom, že čas skutočne existuje. Je to merateľný, pozorovateľný jav. Fyzici sú trochu rozdelení na to, čo spôsobuje túto existenciu a čo to znamená povedať, že existuje. Táto otázka skutočne hraničí s oblasťou metafyziky a ontológie (filozofia existencie) ako rovnako ako v prípade prísne empirických otázok o čase, na ktoré je fyzika dobre vybavená.

Frázu „šípka času“ vytvoril v roku 1927 Sir Arthur Eddington a popularizoval sa v jeho knihe z roku 1928 Povaha fyzického sveta. V podstate je šípkou času myšlienka, že čas tečie iba v jednom smere, na rozdiel od rozmerov priestoru, ktoré nemajú preferovanú orientáciu. Eddington uvádza tri konkrétne body, pokiaľ ide o časovú šípku:

1. Je živo rozpoznávané vedomím.
2. Rovnako to trvá na našej fakulte uvažovania, ktorá nám hovorí, že zvrátenie šípky by znamenalo nezmyselnosť vonkajšieho sveta.
3. Vo fyzikálnej vede sa neobjavuje, s výnimkou štúdia organizácie niekoľkých osôb. Šípka tu ukazuje smer postupného zvyšovania náhodného prvku.

Prvé dva body sú určite zaujímavé, ale je to tretí bod, ktorý zachytáva fyziku časovej šípky. Rozlišovacím faktorom času je to, že ukazuje v smere stúpania entropia, podľa Druhý termodynamický zákon. Veci v našom vesmíre sa rozpadajú ako priebeh prirodzených procesov založených na čase... ale bez spontánnej práce nezískajú poriadok znova.

Existuje však hlbšia úroveň toho, čo hovorí Eddington v bode tri, a to je to, že „vo fyzickej vede sa neobjavuje, s výnimkou ...“ Čo to znamená? Vo fyzike je všade miesto!

Aj keď je to určite pravda, je zvláštne, že fyzikálne zákony sú „časom reverzibilné“, čo je že samotné zákony vyzerajú, akoby fungovali dokonale, keby sa hrali vo vesmíre vzad. Z hľadiska fyziky neexistuje skutočný dôvod, prečo by sa šípka času mala nevyhnutne posunúť vpred.

Najbežnejším vysvetlením je, že vo veľmi vzdialenej minulosti mal vesmír vysoký stupeň poriadku (alebo nízku entropiu). Kvôli tejto „hraničnej podmienke“ sú prírodné zákony také, že entropia sa neustále zvyšuje. (Toto je základný argument uvedený v knihe Sean Carrollovej z roku 2010 Od večnosti až sem: Hľadanie konečnej teórie času, aj keď ide ďalej, aby navrhol možné vysvetlenia, prečo sa vesmír mohol začať s toľkými poriadkami.)

Jedna spoločná mylná predstava šírená nejasnou diskusiou o povahe relativity a inej fyzike súvisiacej s časom je, že čas v skutočnosti vôbec neexistuje. Toto sa vyskytuje v mnohých oblastiach, ktoré sa bežne klasifikujú ako pseudoveda alebo dokonca mystika, ale rád by som sa v tomto článku venoval jednému konkrétnemu vzhľadu.

V najpredávanejšej svojpomocnej knihe (a videu) Tajomstvoautori tvrdia, že fyzici dokázali, že čas neexistuje. Zvážte niekoľko z nasledujúcich riadkov v časti „Ako dlho trvá?“ v kapitole „Ako používať tajomstvo“ z knihy:

„Čas je len ilúzia. Einstein to nám povedal. “

„Podľa kvantových fyzikov a Einsteina sa všetko deje súčasne.“

„Nie je čas na vesmír a na vesmír nie je žiadna veľkosť.“

Podľa troch sú všetky tri vyššie uvedené tvrdenia kategoricky nepravdivé väčšina fyzici (najmä Einstein!). Čas je vlastne neoddeliteľnou súčasťou vesmíru. Ako už bolo spomenuté, veľmi lineárny pojem času je spojený s konceptom druhého zákona z roku 2002 Termodynamika, ktorú mnohí fyzici považujú za jeden z najdôležitejších zákonov vo všetkých fyzika! Bez času ako skutočného vlastníctva vesmíru sa druhý zákon stáva bezvýznamným.

Je pravda, že Einstein dokázal prostredníctvom svojho teória relativity, ten čas sám o sebe nebol absolútnym množstvom. Čas a priestor sú skôr spojené veľmi presným spôsobom, aby sa vytvoril časopriestor, a tento časopriestor je absolútnou mierou, ktorú je možné použiť - opäť veľmi presným matematickým spôsobom - určiť, ako rôzne fyzikálne procesy na rôznych miestach interagujú s každým z nich ostatní.

To je pravda nie znamená to, že sa všetko deje súčasne. V skutočnosti Einstein pevne veril - na základe dôkazov o jeho rovniciach (napr E = mc²) - žiadne informácie nemôžu cestovať rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Každý bod v časopriestore je obmedzený v spôsobe, akým môže komunikovať s inými regiónmi časopriestoru. Myšlienka, že sa všetko deje súčasne, je presne v rozpore s výsledkami, ktoré Einstein vyvinul.

Táto a ďalšie fyzikálne chyby v Tajomstvo sú úplne zrozumiteľné, pretože v skutočnosti ide o veľmi zložité témy a fyzici ich nemusia úplne chápať. Avšak len preto, že fyzici nemusia nevyhnutne úplne porozumieť pojmu, ako je čas, nemusia znamená, že platí, že nemajú čas pochopiť alebo že celý koncept odpísali ako neskutočné. S najväčšou pravdepodobnosťou tak neurobili.

Ďalšiu komplikáciu v chápaní času dokazuje kniha Lee Smolina z roku 2013 Čas znovuzrodený: od krízy vo fyzike po budúcnosť vesmíru, v ktorej tvrdí, že veda (ako tvrdia mystici) považuje čas za ilúziu. Namiesto toho si myslí, že s časom by sme mali zaobchádzať ako so zásadne reálnym množstvom a ak to berieme vážne, odhalíme zákony fyziky, ktoré sa časom vyvíjajú. Zostáva zistiť, či toto odvolanie skutočne povedie k novým poznatkom o základoch fyziky.

Upravil Anne Marie Helmenstine, Ph. D.