Onko aikaa olemassa? Fyysikon näkökulma

Aika on varmasti erittäin monimutkainen aihe vuonna 2007 fysiikka, ja on ihmisiä, jotka uskovat, että aikaa ei todellakaan ole. Yksi yleinen argumentti, jota he käyttävät, on, että Einstein osoitti, että kaikki on suhteellista, joten aika ei ole merkityksellinen. Myydyimmässä kirjassa Salaisuus, kirjoittajat sanovat: "Aika on vain illuusio." Onko tämä todella totta? Onko aika vain mielikuvituksen hahmo?

Fyysikoiden keskuudessa ei ole mitään epäilystäkään siitä, että aika on todella olemassa. Se on mitattavissa oleva, havaittavissa oleva ilmiö. Fyysikot jakautuvat vain vähän siitä, mikä aiheuttaa tämän olemassaolon ja mitä tarkoittaa sanoa, että se on olemassa. Tämä kysymys todellakin rajoittaa metafysiikan ja ontologian (olemassaolofilosofian) valtakuntaa nimellä samoin kuin tiukasti empiirisissä kysymyksissä ajasta, jonka fysiikka on hyvin varusteltu käsittelemään.

Ilmaus "ajan nuoli" keksi vuonna 1927 Sir Arthur Eddingtonin ja suosittiin hänen vuoden 1928 kirjassaan.

1. Tietoisuus tunnistaa sen elävästi.
2. Sitä vaativat myös päättelytekniikkamme, joka kertoo meille, että nuolen kääntäminen tekisi ulkoisesta maailmasta järjetöntä.
3. Sitä ei esiinny fysiikan tieteessä lukuun ottamatta useiden yksilöiden organisaation tutkimusta. Tässä nuoli osoittaa satunnaiselementin asteittaisen kasvun suunnan.

Kaksi ensimmäistä pistettä ovat varmasti mielenkiintoisia, mutta se on kolmas kohta, joka vangitsee ajan fysiikan nuolen. Ajan nuolen erottava tekijä on, että se osoittaa kasvavan suuntaan haje, kohti Termodynamiikan toinen laki. Universumimme asiat rappeutuvat luonnollisten, aikapohjaisten prosessien kuluna... mutta he eivät saa spontaanisti takaisin tilausta ilman paljon työtä.

Siellä on kuitenkin syvempi taso siihen, mitä Eddington sanoo kolmannessa kohdassa, ja se on, että "Se ei ilmesty fysikaalisiin tieteisiin paitsi ..." Mitä se tarkoittaa? Aika on kaikkialla paikassa fysiikassa!

Vaikka tämä on varmasti totta, kummallista on se, että fysiikan lait ovat "aikaa palautuvia", mikä on sanoa, että lait itse näyttävät toimivan täydellisesti hyvin, jos maailmankaikkeutta pelataan käänteinen. Fysiikan kannalta ei ole todellista syytä, miksi ajan nuolen pitäisi välttämättä siirtyä eteenpäin.

Yleisin selitys on, että kaukana menneisyydessä maailmankaikkeudella oli korkea järjestysaste (tai matala entropia). Tämän "rajaolosuhteen" takia luonnolliset lait ovat sellaisia, että entropia kasvaa jatkuvasti. (Tämä on Sean Carrollin vuoden 2010 kirjassa esitetty perusargumentti Ikuisuudesta tänne: Aikaisen lopullisen teorian etsintä, vaikka hän menee pidemmälle ehdottaakseen mahdollisia selityksiä sille, miksi maailmankaikkeus on saattanut alkaa niin suurella määräyksellä.)

Yksi yleinen väärinkäsitys, jonka levittää epäselvä keskustelu suhteellisuustekijöiden luonteesta ja muusta ajankohtaan liittyvästä fysiikasta, on, että aikaa ei oikeastaan ​​ole. Tätä kohdataan monilla aloilla, jotka luokitellaan yleisesti pseudotieteeksi tai jopa mystiikkaksi, mutta haluaisin käsitellä yhtä erityistä ilmettä tässä artikkelissa.

Myydyimmässä omaohjekirjassa (ja video) Salaisuus, kirjoittajat esittivät ajatuksen, että fyysikot ovat todistaneet, että aikaa ei ole olemassa. Mieti muutamia seuraavista riveistä osiosta "Kuinka kauan se vie?" kirjassa "Kuinka käyttää salaisuutta":

"Aika on vain illuusio. einstein kertoi meille sen. "

"Kvantfyysikot ja Einstein kertovat meille, että kaikki tapahtuu samanaikaisesti."

"Universumilla ei ole aikaa eikä universumilla ole kokoa."

Kaikki kolme edellä mainittua väitettä ovat kategorisesti vääriä useimmat fyysikot (etenkin Einstein!). Aika on itse asiassa olennainen osa maailmankaikkeutta. Kuten aikaisemmin mainittiin, hyvin lineaarinen ajankäsitys on sidottu vuoden 2000 toisen lain käsitteeseen Termodynamiikka, jota monet fyysikot pitävät yhtenä tärkeimmistä laeista kaikissa fysiikka! Ilman aikaa maailmankaikkeuden todellisena omaisuutena, toisesta laista tulee merkityksetön.

On totta, että Einstein todisti hänen kauttaan suhteellisuusteoria, se aika ei sinänsä ollut ehdoton määrä. Pikemminkin aika ja tila yhdistetään erittäin tarkkaan tapaan muodostaa tila-aika, ja tämä avaruus-aika on ehdoton mitta, jota voidaan käyttää - jälleen hyvin tarkalla, matemaattisella tavalla - määritellä kuinka eri fysikaaliset prosessit eri paikoissa ovat vuorovaikutuksessa kunkin kanssa muut.

Tämä tapahtuu ei tarkoittaa, että kaikki tapahtuu kuitenkin samanaikaisesti. Itse asiassa Einstein uskoi vakaasti - perustuen todisteisiin yhtälöistään (kuten E = mc²) - että mikään tieto ei voi kulkea nopeammin kuin valon nopeus. Jokainen avaruus-ajan piste on rajoitettu tavalla, jolla se voi kommunikoida avaruus-ajan muiden alueiden kanssa. Ajatus siitä, että kaikki tapahtuu samanaikaisesti, on täysin vastoin Einsteinin kehittämiä tuloksia.

Tämä ja muut fysiikan virheet Salaisuus ovat täysin ymmärrettäviä, koska tosiasia on, että nämä ovat hyvin monimutkaisia ​​aiheita, ja fyysikot eivät välttämättä ymmärrä niitä kokonaan. Kuitenkin vain siksi, että fyysikoilla ei välttämättä ole täydellistä käsitystä käsitteestä, kuten aika ei tarkoittaa, että on oikein sanoa, että heillä ei ole ymmärrystä ajasta, tai että he ovat kirjoittaneet koko käsitteen sellaisenaan epätodellinen. He eivät varmasti ole.

Toinen monimutkaisuus ajan ymmärtämisessä osoittaa Lee Smolinin vuoden 2013 kirjassa Reborn Time: fysiikan kriisistä maailmankaikkeuden tulevaisuuteen, jossa hän väittää, että tiede käsittelee (kuten mystikot väittävät) aikaa illuusiona. Sen sijaan hän ajattelee, että meidän pitäisi suhtautua aikaan perusteellisesti todellisena määränä, ja jos otamme sen sellaisenaan, paljastamme ajan myötä kehittyvät fysiikan lait. Jää nähtäväksi, johtaako tämä vetoomus todella uusia käsityksiä fysiikan perusteista.

Muokannut Tohtori Anne Marie Helmenstine