Az idő, amit nem ismersz

Na, vedd fel a furcsa kalapodat egy pillanatra. Készen állsz? Remek.

Mi lenne, ha azt mondanám, hogy az idő — az a dolog, ami annyira szilárdnak és megbízhatónak tűnik, ami reggel felébreszt és este elaltat — lehet, hogy nem az, amire gondolsz?

Tudom. Lassan lélegezz.

Évtizedek óta a legtöbb fizikus egész magabiztosan kezel egy dolgot: az idő alapvető. Egyszerűen... ott van. Mint a tér. Mint a gravitáció. A világmindenség alapvető infrastruktúrájának része, ha van értelme ennek.

De itt jön a lényeg — és ez az, ami minden alkalommal megfog: minél jobban beleásnak a tudósok abba, hogy MIÉRT működik az idő úgy, ahogy, annál inkább szétesik az egész, mint egy olcsó IKEA polc.

Az idő egyirányutcája

Tegyek fel egy kérdést. Miért emlékezhetsz a tegnapra, de a holnapra nem?

Felesleges kérdésnek tűnik, ugye? Persze hogy nem emlékezhetünk a jövőre. Még nem történt meg.

De itt válik furcsává a dolog: a fizika törvényeinek nagy része tulajdonképpen nem foglalkozik az idő irányával. Ha megnézel egy videót a bolygókról, ahogy a Nap körül keringenek, vagy elektronokról, amelyek ide-oda pattognak — játszd le előre vagy hátra, és ugyanúgy néz ki. A matek nem tesz különbséget múlt és jövő között.

Szóval miért van az IDŐNKÉNTÉL ilyen merev irányítottsága? Miért nem emlékezhetünk a holnapra és felejthetjük el a tegnapot?

Ezt nevezik a fizikusok az „idő nyilának", és évtizedek óta ez őrjíti meg őket.

Az entrópia-probléma (és miért idegesítő)

Hosszú ideig a legjobb magyarázat, amivel a tudósok előálltak, az entrópia volt — vagyis az az elképzelés, hogy a dolgok hajlamosak rendezetlenebbé válni az idővel. Eltörhetsz egy poharat, de soha nem fogod visszarakni. Felverhetsz egy tojást, de nem vered vissza. Az entrópia mindig nő a zárt rendszerekben.

És itt pattan be: ha a jövő az entrópia növekedésének iránya, akkor... voilà. Megvan az idő nyila. Ez magyarázza, miért emlékezünk a múltra (alacsonyabb entrópia) és miért nem a jövőre (magasabb entrópia).

Tökéletesen hangzik, nem?

Hmm, de nem olyan gyorsan. Van itt egy csúnya kis probléma.

Ha az entrópának az idő kezdetétől nőnie kell, akkor a mi univerzumunknak rendkívül rendezett állapotban kellett kezdődnie. Olyan rendezetten, hogy az már gyanús. Szinte úgy tűnik, mintha valaki gondosan beállította volna az egészet.

De ez nem illeszkedik ahhoz, amit a Nagy Bummnál történteknek gondolunk — ami minden megfigyelés alapján kaotikus és rendezetlen volt, nem valami tiszta, gondosan elrendezett kezdet.

A fizikusok nem rajonganak azért az ötletért, hogy az univerzumnak különleges, megmagyarázatlan feltételekre van szüksége a működéshez. Olyan érzést kelt... mintha hozzáragasztottak volna valamit. Nem kielégítő.

Julian Barbour vad ötlete: A gravitáció megteremti az időt

Itt válik igazán érdekessé a dolog.

2014-ben a fizikus Julian Barbour olyan valamit javasolt, ami először tényleg sci-finek tűnik: mi van, ha az idő nyila magából a gravitációból származik?

Tudom, mit gondolsz. Gravitáció? Az az erő, ami a kávét a pohárban tartja és lefelé húzza a dolgokat? Az teremti meg az időt?

Maradj velem.

Barbour és csapata nem Einstein szokásos keretrendszerét használta. Valami olyasmit használtak, amit Shape Dynamics-nek (Alakdinamika) hívnak — ez egy másik matematikai nyelv az univerzum leírására.

A cool rész itt jön: ebben a keretrendszerben nem arra koncentrálsz, hogy hol vannak dolgok a térben és időben, hanem a dolgok közötti kapcsolatokra. Hogyan vannak elrendezve egymáshoz képest? Milyen mintákat alkotnak?

És amikor Barbour szimulációkat futtatott ezzel a megközelítéssel — véletlenszerű részecskéket véve és hagyva, hogy a gravitáció tegye a dolgát — valami figyelemre méltó történt.

Egy időnyíl jelent meg. Természetesen. Anélkül, hogy bárki megmondta volna a rendszernek, melyik irányba folyjon.

A részecskék viszonylag rendezett állapotból indultak, kölcsönhatásba léptek a gravitáción keresztül, és természetesen bonyolultabb, magasabb entrópia-állapotok felé haladtak. Az idő irányítottsága egyszerűen... megjelent. Mintha varázslat lenne, kivéve hogy matek, szóval valahogy egyszerre varázslatosabb és kevésbé varázslatos.

Miért számít ez (és miért nem ez a teljes történet)

Íme a véleményem: ez az ötlet abszolút lenyűgöző, de óvatos lelkesedéssel kell kezelnünk, nem pedig úgy, hogy kikiáltjuk a fizikát megoldottnak.

Barbour modellje egyszerűsített volt. Csak részecskékkel dolgozott, amelyek csak a gravitáción keresztül hatottak egymásra. A valódi univerzumban mindenféle részecskék vannak, mind a négy alapvető erő, kvantumhatások, sötét anyag, és valószínűleg olyan dolgok, amelyeket még fel sem fedeztünk.

Egy teljes, realista modellt építeni a kozmoszról Shape Dynamics segítségével? Ez egy hatalmas vállalkozás, és jelenleg csak maroknyi kutató dolgozik világszerte.

De a központi felismerés — hogy az idő talán nem alapvető tulajdonság, hanem felemergő jelenség lehet a többi fizikából — genuin gondolatébresztő. Ez arra utal, hogy az idő nem valamiféle előre meglévő színpad, amelyen az univerzum játszik. Ehelyett az anyag és energia kölcsönhatásaiból természetesen felbukkanhat.

Ami elvezet a teljesen vad spekulációhoz...

Mi van, ha az idő valahol visszafelé folyik?

Szinte nem is akarom elmondani ezt a részt, mert annyira valószínűtlennek hangzik, de a fizikus közösség tényleg komolyan veszi.

Egyes elméletek szerint az idő nem feltétlenül folyik mindenhol előre. Más dimenziókban vagy egy multiverzum távoli régióiban az idő visszafelé folyhat. A múlt és jövő felcserélődne, de az ottani megfigyelők számára minden teljesen normálisnak éreznék magát. Emlékeznének a jövőjükre és felejtenék a múltjukat — pont mint mi itt.

Ez egy olyan koncepció, ami a lehető legjobb módon fáj az agyamnak.

Persze ez erősen elméleti terület. Olyan dimenziókról beszélünk, amelyeket nem tudunk közvetlenül megfigyelni, és olyan fizikáról, amely teljesen másképp működik, mint bármi, amit megtapasztalunk. De ez teszi annyira lenyűgözővé — az univerzum furcsább lehet, mint amire az intuícióink képesek.

A lényeg

Íme, amihez mindig visszatérek: az idő olyan abszolétnak tűnik számunkra. A legmegbízhatóbb dolognak tűnik a létezésben. Minden pillanat elkerülhetetlenül a következőbe folyik, és ezen nem lehet változtatni.

És mégis, minél mélyebbre nézünk, annál inkább rájövünk, mennyire keveset értünk belőle.

Alapvető az idő? Vagy valami, ami mélyebb elvekből bontakozik ki? A gravitáció lehet az idő nyilának forrása? Vannak-e olyan részei a valóságnak, ahol az idő olyan módon folyik, amit el sem tudunk képzelni?

Nem tudom, te mit gondolsz, de számomra ez rendkívül megnyugtató. Egy olyan világban, amely kiszámíthatónak és hétköznapinak érződhet, az univerzum odakint olyan dolgokat művel, amelyek briliáns tudósok elméjét is meghaladják.

Az idő lehet, hogy épp most visszafelé folyik valahol. És őszintén? Ez a gondolat kissé érdekesebbé teszi a holnapot.