Ko darīt, ja laika daļa telpas un laika kontinuācijas vienādojumā burtiski tika izslēgta? Iespējams, ka viens no jaunākajiem pētījumiem norāda, ka laiks lēnām un pakāpeniski pazūd no mūsu Visuma un kādu dienu tas pilnībā iztvaiko. Radikāli jauna teorija varētu izskaidrot kosmoloģisko mīklu, kas zinātniekus apmānījusi gadiem ilgi.
Zinātnieki iepriekš ir izmērījuši tālu sprādzienbīstamu zvaigžņu gaismu, lai parādītu, ka Visums paplašinās, un šīs izplešanās ātrums nepārtraukti palielinās. Zinātnieki ir ierosinājuši, ka šīs supernovas viena no otras atdalās ātrāk nekā Visuma novecošanās. Fiziķi arī secināja, ka kādam antigravitācijas spēkam ir jānodala galaktikas, un sāka šo nezināmo spēku saukt par „tumšo enerģiju”.
Ideju par to, ka laiks pats par sevi varētu izzust miljardu gadu laikā - un viss apstāsies - 2009. gadā ierosināja profesori Hosē Senovilla, Marks Marss un Rauls Vera no Basku zemes universitātes Bilbao un Salamankas universitātes Spānijā. Šīs pašas kardinālās laika kustības sekas uz beigām ir alternatīvs skaidrojums “tumšajai enerģijai” - noslēpumainam antigravitācijas spēkam, kas ierosināts izskaidrot dažas kosmiskas parādības.
Tomēr līdz šai dienai neviens nezina, kas patiesībā ir tumšā enerģija un no kurienes tā nāk. Profesors Senovilla un viņa kolēģi ir nākuši klajā ar neticamu alternatīvu. Zinātnieki ir ierosinājuši pilnībā izslēgt tādu jēdzienu kā tumšā enerģija un pārskatīt mūsu uzskatus. Pēc Senovilla teiktā, mēs sevi apmānām domājot, ka Visums paplašinās, kad patiesībā šis laiks palēninās. Ikdienas līmenī šis palēninājums būs nemanāms. Bet, ja jūs izsekot Visuma progresam miljardu gadu laikā, tad kosmiskajā mērogā viss kļūs acīmredzams. Šīs pārmaiņas no cilvēka viedokļa būs bezgalīgi lēnas, taču no kosmoloģijas viedokļa tās var viegli izmērīt no kosmoloģijas viedokļa, kuras spēks ir izpētīt seno sauli, kas spīdēja pirms miljardiem gadu.
Zinātnieku grupas priekšlikums, kas publicēts žurnālā Physical Review D, tumšo enerģiju izslēdz kā izdomājumu. Tā vietā Senovilla izskaidro paātrinājuma parādīšanos ar pakāpenisku paša laika palēnināšanos.
Ja laiks pakāpeniski palēninās, "un mēs naivi turpinām izmantot savus vienādojumus, lai noteiktu izplešanās ātruma izmaiņas attiecībā pret parasto laika gaitu, tad mūsu darbā demonstrētais vienkāršais modelis parāda šīs izplešanās efektīvu paātrinājumu".
Pašlaik astronomi var noteikt Visuma paplašināšanās ātrumu, izmantojot tā saukto "redshift" metodi. Šīs tehnikas pamatā ir izpratne, ka zvaigznes, kas attālinās no mums, ir sarkanākas nekā tās, kas virzās mūsu virzienā. Zinātnieki meklē noteikta veida supernovas, kas šajā ziņā ir kļuvušas par etalonu. Tomēr šo mērījumu precizitātei ir nepieciešama laika nemainība visā Visumā. Ja laiks palēninās, saskaņā ar jauno teoriju mūsu vientuļā laika dimensija lēnām pārvēršas jaunā telpiskā dimensijā. Tādējādi tālās, senās zvaigznes, kuras kosmologi novēroja no mūsu skatupunkta, šķiet paātrinās.
Neskatoties uz visu radikālismu un nepieredzēto, šīs idejas nepaliek bez atbalsta. Kembridžas universitātes kosmologs Gerijs Gibbons saka, ka koncepcijai ir savas priekšrocības. "Mēs uzskatām, ka laiks parādījās Lielā sprādziena procesā, un, ja laiks var parādīties, tad tas var pazust - tas ir tieši pretējs efekts."
Vai laiks pastāv?
2011. gadā Pistajas (Slovēnijā) Bista pētījumu centra zinātnieki ierosināja, ka Ņūtona ideja par laiku kā absolūtu daudzumu, kas pats par sevi plūst, kā arī pieņēmums, ka laiks ir telpas-laika ceturtā dimensija, bija kļūdaini. Viņi ierosināja aizstāt šos laika jēdzienus ar mūsu fiziskajai pasaulei atbilstošākiem: laiku kā kvantitatīvu izmaiņu secību.
Divos rakstos, kas publicēti fizikas esejās, Amrits Sorli, Deivids Fiskalleti un Duchamps Klinards ir mēģinājuši izskaidrot, ka tas, ko mēs domājam ar laiku, faktiski ir absolūts fiziskais lielums, kas darbojas kā neatkarīgs mainīgais (laiks, t, bieži ir X ass koordinātu sistēmā, kas parāda fiziskās sistēmas attīstību). Bet, kā atzīmē zinātnieki, mēs nekad nemērām t. Mēs mēra objekta biežumu un ātrumu. Pats laiks ir tīri matemātisks lielums un fiziski nepastāv.
Šis viedoklis nenozīmē, ka laiks neeksistē, bet tam ir vairāk sakara ar telpu, nevis ar absolūtā laika ideju. Tādējādi, lai arī tiek pieņemts, ka četrdimensiju kosmosa laiku bieži veido trīs telpas dimensijas un viena laika dimensija, zinātnieku viedoklis liek domāt, ka pareizāk būtu kosmosa laiku attēlot četrās telpas dimensijās. Citiem vārdiem sakot, Visums ir "mūžīgs".
"Minkowski telpa nav trīs dimensijas plus laiks, bet gan četras dimensijas," rakstīja zinātnieki. Skatu, ka laiku attēlo fiziska vienība, kurā notiek būtiskas izmaiņas, aizstāj ar ērtāku skatu, kurā laiks ir vienkārši materiālo izmaiņu skaitliskā secība. Šis skats labāk reaģē uz fizisko pasauli un labāk izskaidro momentānās fizikālās parādības: smagumu, elektrostatisko mijiedarbību, informācijas pārsūtīšanu EPR eksperimenta laikā un citas ".
Zinātnieki sniedz šīs laika jēdziena piemēru, attēlojot fotonu, kas pārvietojas starp diviem kosmosa punktiem. Starp tām esošā telpa pilnībā sastāv no Planka garuma, tas ir, no mazākajiem attālumiem, ko fotons vienlaikus var pārvarēt. Kad fotons pārvietojas Planka garumā, tas tiek aprakstīts kā pārvietošanās tikai telpā, nevis absolūtā laikā. Var domāt, ka fotonu pārvietojas no 1. punkta uz 2. punktu, un tā atrašanās vieta 1. punktā ir burtiski 2. pozīcijas “pirms”, jo skaitlis 1 skaitļa virknē ir priekšā skaitlim 2. Ciparu secība nav līdzvērtīga laika secībai, tas ir, cipars 1 neeksistē pirms cipara 2, tikai skaitliski.
Neizmantojot laiku kā telpas-laika ceturto dimensiju, fizisko pasauli varētu precīzāk aprakstīt. Kā nesenā pētījumā atzīmējis fiziķis Enriko Prati, Hamiltona dinamika (vienādojumi klasiskajā mehānikā) ir ļoti skaidri definēta bez absolūtā laika jēdziena.
Citi zinātnieki atzīmēja, ka telpas-laika matemātiskais modelis neatbilst fiziskajai realitātei, un ieteica izmantot mūžīgu "telpas stāvokli", kas nodrošinātu precīzāku ietvaru. Tāpat zinātnieki atzīmēja divu laika jēdzienu viltošanu. Piemēram, laika jēdzienu kā telpas ceturto dimensiju - kā galveno fizisko konteineru, kurā notiek eksperiments - var viltot ar eksperimentu, kurā laika nav.
Ahillejs un bruņurupucis
Papildus precīzāka fiziskās realitātes rakstura aprakstam laika jēdziens kā kvantitatīva izmaiņu kārtība var atrisināt Zeno Ahileja un Bruņurupuča paradoksu. Šajā paradoksā Ahilejs mēģina panākt sacīkstes ar bruņrupuču. Bet, lai arī Ahilejs var skriet 10 reizes ātrāk nekā bruņurupucis, viņš nekad nepārspēs bruņurupuci, jo vienmēr, kad Ahilejs noskrien noteiktu attālumu, bruņurupucis nobrauc vienu desmito daļu no šī attāluma. Tādējādi, tiklīdz Ahillejs sasniegs punktu, kur atradās bruņurupucis, tas joprojām būs nedaudz priekšā. Kaut arī secinājums, ka Ahillejs nekad nevar apsteigt bruņurupuci, ir acīmredzami nepatiess, šim paradoksam ir daudz citu skaidrojumu.
Paradoksu var atrisināt, no jauna definējot ātrumu, lai abu skrējēju ātrumu noteiktu viņu kustību skaitliskā secība, nevis viņu kustība un virziens laikā. No šī viedokļa Ahilejs un bruņurupucis pārvietosies tikai caur kosmosu, un Ahillejs noteikti apsteigs pretinieku telpā, kaut arī ne absolūtā laikā.
Daži no jaunākiem pētījumiem ir apšaubījuši teoriju, ka smadzenes attēlo laiku kā iekšēju “pulksteni”, kas izstaro neironiskus ticienus, un ierosināja, ka smadzenes attēlo laiku kā telpisko sadalījumu, reģistrējot dažādu neironu mezglu aktivizāciju. Lai arī mēs uztveram notikumus kā notiekošus pagātnē, tagadnē vai nākotnē, šie jēdzieni var vienkārši būt daļa no psiholoģiskā ietvara, kurā mēs piedzīvojam būtiskas izmaiņas telpā.
Jebkurā gadījumā, ja šo teoriju var uzskatīt matemātiski (kā laika bultiņas problēmas risinājumu), paliek vēl viens neatbildēts jautājums: kas ir laiks?
Iļja Khel