Mi van, ha az idő nem is létezik?
Oké, le kell ülnöd ehhez.
A fizikusok valami egészen vad dolgot hoztak létre egy laborban — egy apró, zsebkönyv-méretű univerzumot. És a lényeg: ebben a kis kozmoszban az idő nem ketyeg semmilyen óráról. Ehelyett az idő egyszerűen... megtörténik. A részecskék káoszából bontakozik ki.
Tudom. Az én agyam is fájt, amikor először olvastam erről.
Nézzük meg, mi folyik itt, mert ez az egyik legizgalmasabb dolog, amibe belefutottam mostanában.
A nagy kérdés, amire senki nem tudja a választ
Van egy dolog, ami a fizikusokat álmatlan éjszakákra készteti: Mi is az idő valójában?
Mind érezzük, ugye? Az idő előre halad. A kávé kihűl. Te öregedsz. Az órák ketyegnek. Egyszerű dolgok.
De itt jön a furcsaság: a fizika alapvető törvényei — azok a szabályok, amik mindenhol érvényesülnek, az atomoktól a galaxisokig — valójában nem törődnek az irányultsággal. A legtöbb ilyen törvény tökéletesen működik, akár előre, akár hátra futtatod őket. Teljesen szimmetrikusak az időt illetően.
Szóval ha a fizika törvényei nem tesznek különbséget múlt és jövő között, miért teszünk mi? Miért tűnik úgy, hogy az idő egy irányba halad?
Ez a kérdés már több mint egy évszázada kísérti a tudósokat. És most, végre, talán van egy nyomunk.
Univerzum építése dobozban
Giovanni Barontini professzor a Birminghami Egyetemen valami egészen rendkívülit csinált. Létrehozott egy olyan "mini univerzumot" a laborjában — egy egyszerűsített kvantumrendszert, ami lehetővé teszi a tudósoknak, hogy ellenőrzött körülmények között teszteljék az időről alkotott elképzeléseiket.
Gondolj úgy erre, mint egy modellre: ahelyett, hogy a teljes univerzumot tanulmányoznák (ami azért elég nehéz egy laborban), ő csinált egy apró, leegyszerűsített változatot belőle.
Körülbelül 24 ezer atomot vett — igen, ez sok, de fizikai mércével mérve elég aprócska — és lehűtötte őket az abszolút nulla foktól való néhány törtrésznyire. (Az abszolút nulla a lehető leghidegebb hőmérséklet, egyébként. Elképzelhetetlenül hideg.)
Ezeket az atomokat egy elszigetelt rendszerbe zárták, a külvilágtól két lézersugárból álló fallal elválasztva. Ez két régiót hozott létre: egy "világos" régiót, amit a kutatók megfigyelhettek, és egy "sötét" régiót, ami rejtve maradt.
Egy aprócska Ősrobbanás
És most jön a igazán érdekes rész.
Ebben a kicsi kozmoszban a világos régió folyamatosan tágult és összehúzódott. Képzeld el, hogy egy egyszerűsített változatát nézed az Ősrobbanásnak — amikor minden kifelé robbant — majd egy "Nagy Összeomlás" következik, ahol minden visszasűrűsödik.
Mivel a rendszer teljesen el volt szigetelve a külvilágtól, a kutatók csak azt tanulmányozhatták, ami a rendszeren belül történt. Külső órák nélkül. Külső segítség nélkül.
És valami figyelemre méltót fedeztek fel.
Az idő a káoszból születik
A csapat azt találta, hogy a "time" ebben a mini univerzumban az entrópia változásaiból eredt — alapvetően a rendetlenségből, vagyis az atomok elterjedéséből, miközben mozogtak a világos és sötét régiók között.
Gondolj erre úgy: amikor tejszínt töltesz a kávéba, az szétterjed és keveredik. Ez a szétterjedés, ez a rendetlenség növekedése — ez az entrópia. És állítólag ez az, ami az idő lehet: nem valamiféle ketyegő óra az univerzum hátterében, hanem maga a rendetlenség áramlása.
Ahogy a részecskék mozogtak és újraosztóztak, az idő gyakorlatilag előrehaladt. Amikor a részecskék abbahagyták az átrendeződést, az idő... megállt.
Barontini professzor ezt "entropikus időnek" nevezi, és van néhány lenyűgöző tulajdonsága:
- Egy irányba halad, létrehozva azt a ismert "időnyilat", amit mindannyian átélünk
- Helyesen tudja sorba rendezni az eseményeket, még ahogy az univerzum tágul és összehúzódik
- Felgyorsulhat vagy lelassulhat, az entrópia változásától függően
Miért fontos ez (Nagyon)
Itt jön az agyzsibbasztó rész: ez a kísérlet szolgáltatja az első ellenőrzött bizonyítékot arra, hogy az idő definiálható a rendszeren belüli változások alapján, nem pedig valamilyen külső ketyegő óra alapján.
Ahogy Barontini professzor fogalmaz: "A mindennapi életben az idő a múltból a jövőbe halad — miért van ez így, amikor a legtöbb alapvető fizikai törvény ugyanúgy működik előre és hátra?"
És most talán végre van válaszunk. Az idő nem az univerzum háttér-ketyegője. Valami olyan, ami abból bontakozik ki, ahogy a rendszerek fejlődnek és változnak.
Mit jelent ez a fizikának
Ez nem csak egy vagány party-trükk. Ez a munka az egyik leg régóta fennálló problémát célozza a fizikában.
Ha bizonyos elméletek az univerzumról helyesek — ha a kozmosznak valóban nincs beépített órája — akkor hogyan tudnánk bármikor is a megfelelő sorrendbe tenni az eseményeket? A válasz, úgy tűnik, egyszerűbb lehet, mint gondoltuk: az események a saját belső fejlődésük szerint rendeződnek sorba.
A mini univerzum egy valódi kísérleti platformot is biztosít a kvantumkozmológia és a kvantumgravitáció elméleteinek tesztelésére. Ahelyett, hogy kizárólag matematikai modellekre hagyatkoznánk (amelyek fontosak, de korlátozottak), a tudósok most az ős-univerzumról szóló koncepciókat tényleges laboratóriumi kísérletekkel vizsgálhatják.
Végül ugyanezt a megközelítést ki lehet terjeszteni az Ősrobbanás fizikájának, a szimulált fekete lyukaknak és az idő természetéről szóló versengő elméleteknek a feltárására.
Az én véleményem
Őszintén? Ezt az egészet izgatónak találom.
Mindig úgy gondoltunk az időre, mint valami fix, külső dologra — mint egy folyó, ami egyszerűen halad, függetlenül attól, hogy készen állunk-e vagy sem. De ez a kutatás azt sugallja, hogy az idő talán inkább olyan, mint egy ritmus, ami az anyag táncából bontakozik ki.
Eszembe juttatja, hogy a hőmérséklet valójában nem is egy "dolog" — ez csak egy mérőszám arra, hogy milyen gyorsan mozognak az atomok. A hőmérséklet a mozgásból ered. És most úgy tűnik, az idő is hasonlóan működhet: a változásból bontakozik ki.
Ez gyönyörű számomra. Azt sugallja, hogy az idő nem valami, amit kívülről rákényszerítenek az univerzumra. Ez valami, amit az univerzum saját magával csinál.
És ez, gondolom, egészen csodálatos.
Forrás: ScienceDaily