Njutnova ideja o univerzalnom satu koji otkucava, manje – više sumira kako mi razumemo vreme: skazaljka vremena se kreće samo napred, surovo oduzimajući priliku da se prošlost ponovo sagleda.
Ne uzimaju svi to zdravo za gotovo, kao što je dokazao Albert Ajnštajn, čija je teorija specijalne relativnosti iz 1905. godine izjavila da je vreme iluzija koja se kreće u odnosu na posmatrača. Danas, fizičar poput Džulijan Barbura, koji je napisao knjigu o iluziji vremena, kažu da je promena stvarna, ali vreme nije; vreme je samo odraz promene. A upravo prošle nedelje, tim fizičara je objavio novi rad koji sugeriše da se kvantni sistemi mogu kretati napred i nazad u vremenu.
Da bismo razumeli zašto su naučnici ranije zastupali teoriju da vreme poznaje samo jedan pravac — napred — moramo da ispitamo drugi zakon termodinamike.
U njemu se navodi da unutar zatvorenog sistema entropija sistema (tj. mera nereda i slučajnosti unutar sistema) ostaje konstantna ili raste. Ako je naš univerzum zatvorena petlja, sklupčana kao lopta, njegova entropija se nikada ne može smanjiti, što znači da se univerzum nikada neće vratiti u raniju tačku. Ali šta ako je strela vremena pogledala fenomene gde su promene entropije male?
„Uzmite slučaj sa gasom u posudi“, kaže Džulijana Rubino, postdoktorski istraživač na Univerzitetu u Bristolu i glavni autor novog rada koji se pojavljuje u Communications Phisics.
Pretpostavimo da na početku gas zauzima samo polovinu posude. Zatim zamislite da uklonimo ventil koji ga je ograničio unutar polovine posude, tako da je gas sada slobodan da se širi kroz posudu.
Čestice će početi slobodno da se kreću kroz celu zapreminu posude. Vremenom, gas će zauzeti ceo sud.
U principu, postoji verovatnoća različita od nule da će se u nekom trenutku gas prirodno vratiti da zauzme polovinu posude, samo što je ta verovatnoća manja što je veći broj čestica koje čine gas – kaže Rubino.
Da su postojale samo tri čestice gasa umesto ogromne količine gasa (koji se sastoji od milijardi čestica), bilo bi moguće da je ovih nekoliko čestica ponovo sedelo u delu posude odakle su prvobitno krenule.
Drugi zakon termodinamike je statistički zakon – kaže Rubino.
To je u proseku tačno u makroskopskom sistemu. U mikroskopskom sistemu možemo videti da sistem prirodno evoluira ka situacijama niže entropije.
Ona i njene kolege pitale su se o posledicama primene ove paradigme u kvantnoj oblasti.
Prema principu kvantne superpozicije, pojedinačne jedinice (na primer, svetlost) mogu postojati u dva stanja odjednom, i kao talasi i kao čestice, manifestujući se kao jedno ili drugo u zavisnosti od toga šta testirate. Njen tim je posmatrao kvantnu superpoziciju sa stanjem koje se razvija i unazad i unapred u vremenu. Merenja su pokazala da je sistem često napredovao u vremenu. Ali za male promene entropije, sistem bi zapravo mogao da nastavi da se razvija i unapred i unazad u vremenu.
Dakle, kako se ovi složeni pojmovi fizike prevode na stvarno ljudsko iskustvo? Da li je konačno vreme da počnete da se pakujete za putovanje u prošlost?
Mi ljudi smo makroskopski sistemi. Ne možemo da uočimo ove kvantne superpozicije vremenskih evolucija – kaže Rubinova.
Za nas vreme zaista ide napred. Možda je ipak slučaj da je svet pomalo neodlučan. „Na svom najosnovnijem nivou, svet se sastoji od kvantnih sistema (koji se mogu kretati napred i nazad)“, objašnjava ona.
Dublje razumevanje kako da opišemo protok vremena na nivou ovih elementarnih sastojaka moglo bi nam omogućiti da formulišemo preciznije teorije da ih opišemo i, na kraju, da steknemo dublje razumevanje fizičkih fenomena sveta u kome živimo.
Ne slažu se svi da je razlika između makroskopskog i mikroskopskog jasna. Ramakrishna Podila, docent na Odeljenju za fiziku i astronomiju na Univerzitetu Klemson u Južnoj Karolini, kaže da je statistika sa više čestica u odnosu na statistiku jedne čestice tačniji način da se opiše stvari. Čak i jedna čestica ima svoja, jedinstvena mikrostanja. Podila misli da u našoj potrazi da razumemo vreme, stavljamo jednačine ispred fizičke stvarnosti – i propuštamo poentu.
Pročitajte još:
- Egipat najavljuje izgradnju solarne elektrane Fares – Najveće u Africi
- Južna Afrika se povlači iz MKS da bi ugostila Putina – Zapad gubi na ugledu
- Ukrajinski general – Plaćamo groznu cenu za Bahmut
„Povezivanje strele vremena sa entropijom ili kolapsom kvantnog mehaničkog sistema (kao što je navedeno u radu) nisu formalne izjave, već popularne metode koje su lake za korišćenje“, kaže on. Čak i to da vreme napreduje nije aksiom sam po sebi, već teorija koju je skovao i popularizovao astrofizičar Artur Edington 1927.
To što se ove ideje koriste ne čini ih istinom. Kada zaboravimo pravu, osnovnu fiziku (univerzalno prihvaćene aksiome), dolazimo do raznih ludih stvari – kaže Podila.
Dakle, možda je vreme (a ne prostor) ono što je poslednja granica, uprkos onome što je voljeni kapetan Džejms T. Kirk ponavljao na početku svake epizode Zvezdanih Staza. Ili, možda prostor-vreme, ideja da se prostor i vreme spajaju u jedan isprepleteni kontinuum jeste. Otkako je Ajnštajn formulisao svoju teoriju relativnosti, prestali smo da doživljavamo prostor kao trodimenzionalnu figuru, a vreme kao jednodimenzionalnu.
Vreme je postalo četvrti element četvorodimenzionalnog vektora koji opisuje prostor i vreme – kaže Rubino.
Pratite nas na društvenim mrežama Fejsbuk, Telegram i Tviter