Hva om tid ikke er ekte?

Okay, du må sette deg ned for dette.

Fysikere har nettopp laget noe helt vilt i et laboratorium — et bittelite lommeunivers. Og her er greia: inni dette lille kosmoset tikker ikke tiden fra en klokke. I stedet bare... skjer den. Denoppstår fra kaoset i partiklene selv.

Jeg vet. Hjernen min såret seg også første gang jeg leste dette.

La meg forklare hva som foregår, for dette er virkelig en av de kuleste tingene jeg har kommet over på lenge.

Det store spørsmålet ingen kan svare på

Her er noe som holder fysikere våne om natten: Hva er egentlig tid?

Vi kjenner alle på det, ikke sant? Tiden går framover. Kaffen blir kald. Du blir eldre. Klokker tikker. Enkelt.

Men her blir det rart: de grunnleggende lovene i fysikken — reglene som styrer alt fra atomer til galakser — bryr seg faktisk ikke om retning. De fleste av disse lovene fungerer like godt uansett om du spiller dem framover eller bakover. De er fullstendig symmetriske når det gjelder tid.

Så hvis fysikkens lover ikke skiller mellom fortid og framtid, hvorfor gjør vi det? Hvorfor ser det ut til at tiden bare flyter én vei?

Dette spørsmålet har hjemsøkt forskere i over et århundre. Og nå, endelig, kan vi kanskje ha et svar.

Å bygge et univers i en boks

Professor Giovanni Barontini ved University of Birmingham gjorde noe ganske ekstraordinært. Han laget det jeg bare kan beskrive som et "miniunivers" i laben sin — et forenklet kvantesystem som lar forskere teste ideer om tid under kontrollerte forhold.

Tenk på det slik: i stedet for å studere hele universet (som er litt vanskelig å få plass til på et laboratorium), laget han en liten, forenklet versjon av ett.

Han tok omtrent 24 000 atomer — ja, det er mye, men i fysikken er det bitte lite — og kjølte dem ned til bare brøkdeler over absolutt nullpunkt. (Absolutt nullpunkt er den kaldeste temperaturen som finnes, forresten. Altså, ufattelig kaldt.)

Disse atomene var forseglet inne i et isolert system, atskilt av en barriere laget av to laserstråler. Dette skapte to regioner: et "lyst" område som forskerne kunne observere, og et "mørkt" område som holdt seg skjult.

En liten big bang

Nå blir det virkelig interessant.

Inni dette miniatyrkosmoset ble det lyse området stadig større og mindre. Tenk deg at du ser på en forenklet versjon av Big Bang — da alt eksploderte utover — fulgt av en "Big Crunch", der alt kollapser tilbake sammen igjen.

Fordi systemet var fullstendig forseglet fra omverdenen, kunne forskerne bare studere hva som skjedde inni selve systemet. Ingen eksterne klokker. Ingen hjelp utenifra.

Og de oppdaget noe bemerkelsesverdig.

Tid oppstår fra kaos

Teamet fant at "tid" i dette miniuniverset oppstod fra endringer i entropi — altså uordenen eller spredningen av atomene når de beveget seg mellom det lyse og mørke området.

Tenk på det slik: når du heller fløte i kaffe, sprer den seg og blander seg. Den spredningen, den økende uordenen, er entropi. Og tydeligvis er det det tid faktisk er — ikke en tikkende klokke i bakgrunnen av universet, men selve flyten av uorden.

Når partiklene flyttet seg rundt og omfordelte seg, gikk tiden effektivt framover. Når partiklene sluttet å omorganisere seg, stoppet tiden... opp.

Professor Barontini kaller dette "entropisk tid", og det har noen fascinerende egenskaper:

• Den flyter i én retning, og skaper den kjente "tids pilen" vi alle opplever
• Den kan ordne hendelser riktig, selv når universet utvider seg og trekker seg sammen
• Den kan bli raskere eller langsommere avhengig av hvordan entropien endrer seg

Hvorfor dette betyr noe (mye)

Her kommer den hjerneblåsende delen: dette eksperimentet gir det første kontrollerte beviset på at tid kan defineres av endringer innenfor et system, heller enn som en ekstern tikkende klokke.

Som professor Barontini sier det: "I hverdagen flyter tiden fra fortid til framtid — hvorfor er det slik, når de fleste grunnleggende fysiske lovene fungerer like bra framover og bakover?"

Og nå kan vi kanskje endelig ha et svar. Tid er ikke universets bakgrunnsticker. Det er noe som oppstår fra hvordan systemer utvikler seg og forandrer seg.

Hva dette betyr for fysikken

Dette er ikke bare en kul festtriks. Dette arbeidet tar tak i et av de eldste problemene i fysikken.

Hvis visse teorier om universet er riktige — hvis kosmos virkelig ikke har noen innebygd klokke — hvordan kan vi da noen gang sette hendelser i riktig rekkefølge? Svaret, virker det som, kan være enklere enn vi trodde: hendelser ordnes av sin egen indre utvikling.

Miniuniverset gir også en ekte eksperimentell plattform for å teste idéer innen kvantekosmologi og kvantegravitasjon. I stedet for å stole utelukkende på matematiske modeller (som er viktige, men begrensede), kan forskere nå undersøke konsepter om det tidlige universet gjennom faktiske laboratoriumseksperimenter.

Etter hvert kan samme tilnærming utvides til å utforske fysikken til Big Bang, simulerte svarte hull og konkurrerende teorier om tidens natur.

Min mening

Ærlig talt? Jeg synes dette er helt fantastisk.

Vi har alltid tenkt på tid som noe fast og eksternt — som en elv som bare flyter uansett om vi er klare eller ikke. Men denne forskningen antyder at tid kanskje heller er en rytme som oppstår fra materiens dans.

Det minner meg om hvordan temperatur egentlig ikke er en "ting" — det er et mål på hvor fort atomer beveger seg. Temperatur oppstår fra bevegelse. Og nå virker det som tid fungerer på lignende måte: den oppstår fra forandring.

Det er vakkert, synes jeg. Det antyder at tid ikke er noe som er pålagt universet utenifra. Det er noe universet gjør med seg selv.

Og det, tenker jeg, er ganske fantastisk.

Kilde: ScienceDaily