Létezik-e az idő? A fizikus perspektívája

Idő ez minden bizonnyal nagyon összetett téma fizika, és vannak emberek, akik úgy vélik, hogy az idő valójában nem létezik. Az általuk alkalmazott általános érv az, hogy Einstein bizonyította, hogy minden relatív, tehát az idő nem releváns. A bestseller könyvben A titok, a szerzők azt mondják: "Az idő csak illúzió." Valóban ez igaz? Az idő csak a képzeletünk alakulása?

A fizikusok között nem kétséges, hogy az idő valóban létezik-e. Ez mérhető, megfigyelhető jelenség. A fizikusokat csak kissé megosztják abban, hogy mi okozza ezt a létezést, és mit jelent azt mondani, hogy létezik. Valójában ez a kérdés a metafizika és az ontológia (a létezés filozófiája) birodalmának határaival határos ugyanúgy, mint a szigorúan empirikus kérdésekre az idővel kapcsolatban, amelyekkel a fizika jól fel van készülve kezelni.

Az "idő nyíl" kifejezést 1927-ben megalkotta Sir Arthur Eddington, és népszerűsítette 1928-as könyvében. A fizikai világ természete. Az idő nyílja alapvetően az az ötlet, hogy az idő csak egy irányban folyik, szemben a tér olyan dimenzióival, amelyeknek nincs előnyben részesített orientációja. Eddington három konkrét pontot fogalmaz meg az idő nyíljára vonatkozóan:

1. A tudat élénk módon felismeri.
2. Ugyanígy ragaszkodik az érvelési képességünkhöz, amely azt mondja nekünk, hogy a nyíl megfordítása értelmetlenné tenné a külvilágot.
3. A fizikai tudományban nem jelenik meg, kivéve számos egyén szervezetének tanulmányozását. A nyíl itt jelzi a véletlenszerű elem fokozatos növekedésének irányát.

Az első két pont minden bizonnyal érdekes, de ez a harmadik pont, amely megragadja az idő fizikájának nyílát. Az idő nyílának megkülönböztető tényezője az, hogy az növekedés irányába mutat entrópia, a A termodinamika második törvénye. A világegyetemünk dolgai a természetes, időalapú folyamatok folyamán romlanak... de sok munka nélkül spontán visszanyerik a rendet.

Mélyebb szint van azonban abban, amit Eddington mond a harmadik pontban, és ez az, hogy "A fizikai tudományban nem jelenik meg, kivéve ..." Mit jelent ez? Az idő az egész hely a fizikában!

Noha ez minden bizonnyal igaz, a furcsa dolog az, hogy a fizika törvényei "az idő megfordítható", azaz azt mondani, hogy maguk a törvények úgy néznek ki, mintha tökéletesen működnének, ha az univerzumban játszanának fordított. Fizikai szempontból nincs valódi ok, amiért az idő nyílának szükségszerűen előre kellene haladnia.

A leggyakoribb magyarázat az, hogy a nagyon távoli múltban a világegyetem magas rendű (vagy alacsony entrópiájú) volt. Ezen "határfeltétel" miatt a természeti törvények olyanok, hogy az entrópia folyamatosan növekszik. (Ez az alapelv Sean Carroll 2010-es könyvében Az örökkévalóságtól kezdve ide: Az idő végső elméletének kutatása, bár tovább megy annak lehetséges magyarázataira, hogy miért lehetséges, hogy az univerzum oly sok renddel indult el.)

Az egyik általános tévhit, amelyet a relativitáselmélet és az idővel kapcsolatos egyéb fizika természetének tisztázatlan megbeszélése terjesztett, az az, hogy az idő valójában egyáltalán nem létezik. Ez számos olyan területen fordul elő, amelyeket általában áltudománynak vagy akár miszticizmusnak minősítenek, de ebben a cikkben szeretnék foglalkozni egy adott megjelenéssel.

A legkelendőbb önsegítő könyvben (és videóban) A titok, a szerzők azt a felfogást állították elő, hogy a fizikusok bebizonyították, hogy az idő nem létezik. Vegyük figyelembe néhány, a „Mennyi időbe telik?” Című szakasz következő sorát: a könyv "Hogyan használjuk a titkot" fejezetben:

"Az idő csak illúzió. Einstein azt mondta nekünk. "

"A kvantumfizikusok és Einstein azt mondják, hogy minden egyszerre zajlik."

"Nincs idő az univerzumra, és nincs méret a univerzumra."

A fenti három állítás kategorikusan hamis a legtöbb fizikusok (különösen Einstein!). Az idő valójában a világegyetem szerves része. Mint korábban már említettem, az idő nagyon lineáris fogalma kapcsolódik a II. Törvény második fogalmához Termodinamika, amelyet sok fizikus tekint az egyik legfontosabb törvénynek fizika! Idő nélkül, mint az univerzum valódi tulajdonsága, a második törvény értelmetlenné válik.

Ami az igaz, hogy Einstein bebizonyította relativitás-elmélet, az idő önmagában nem volt abszolút mennyiség. Ehelyett az idő és a tér nagyon pontosan egyesül a tér-idő kialakításához, és ez a tér-idő egy abszolút mérték, amelyet fel lehet használni - megint nagyon pontos, matematikai módon - annak meghatározása, hogy a különböző helyszíneken lévő fizikai folyamatok hogyan hatnak egymásra Egyéb.

Igen nem azt jelenti, hogy minden ugyanakkor történik. Valójában Einstein szilárdan hitte - egyenletei bizonyítékai alapján (mint például E = mc²) - hogy egyetlen információ sem haladhat meg gyorsabban, mint a fény sebessége. A tér-idő minden pontja korlátozott abban, ahogy képes kommunikálni a tér-idő más régióival. Az a gondolat, hogy minden egyszerre történik, pontosan ellentétes az Einstein által kidolgozott eredményekkel.

Ez és más fizikai hibák a A titok teljesen érthetők, mivel a tény ezek nagyon bonyolult témák, és a fizikusok nem feltétlenül értik meg őket teljesen. Ugyanakkor csak azért, mert a fizikusok nem feltétlenül teljes mértékben megértik egy olyan fogalmat, mint amilyen az idő azt jelenti, hogy igaz azt mondani, hogy nem értik az időt, vagy hogy az egész koncepciót így írták le irreális. Biztosan nem.

Az idő megértésének további bonyolultságát Lee Smolin 2013. évi könyve mutatja be Idő újjászületett: A fizikai válságtól az univerzum jövőjéig, amelyben azt állítja, hogy a tudomány (amint a misztikusok állítják) illúzióként kezeli az időt. Ehelyett úgy gondolja, hogy az időt alapvetően valós mennyiségként kell kezelnünk, és ha ezt komolyan vesszük, akkor felfedjük az idővel kialakuló fizikai törvényeket. Látni kell, hogy ez a fellebbezés valóban új betekintést eredményez-e a fizika alapjaiban.

Szerkesztette Anne Marie Helmenstine, Ph. D.