Tänk om tid inte finns?
Håll i dig.
Fysiker har skapat något hisnande i ett laboratorium – en liten, ficksize universe. Och det konstiga är: inuti denna lilla kosmos tickar inte tiden från en klocka. Istället uppstår den bara. Ur partiklarnas kaos.
Jag vet. Min hjärna smärtade också första gången jag läste om detta.
Låt mig förklara vad som pågår, för det här är en av de coolaste grejerna jag stött på på länge.
Den stora frågan
Något som håller fysiker vakna på nätterna: Vad är tid egentligen?
Vi känner allihop, eller hur? Tiden rör sig framåt. Kaffet kallnar. Vi blir äldre. Klockor tickar. Enkelt.
Men här blir det konstigt: grundlagarna inom fysik – reglerna som styr allt från atomer till galaxer – bryr sig faktiskt inte om riktning. De flesta av dessa lagar fungerar lika bra om du spelar upp dem framåt eller bakåt. De är helt symmetriska.
Så om fysikens lagar inte skiljer mellan då och nu – varför gör vi det? Varför verkar tiden bara rinna åt ett håll?
Den frågan har plågat forskare i över ett sekel. Och nu, äntligen, kanske vi har ett svar.
Att bygga ett universum i en låda
Professor Giovanni Barontini vid University of Birmingham gjorde något extraordinärt. Han skapade det jag bara kan beskriva som ett "miniuniversum" i sitt labb – ett förenklat kvantsystem som låter forskare testa idéer om tid under kontrollerade villkor.
Tänk dig det så här: istället för att studera hela universum (som är lite svårt att stoppa i ett laboratorium) skapade han en pytteliten, förenklad version.
Han tog omkring 24 000 atomer – ja, det är mycket, men i fysikens värld är det pyttelite – och kyler dem ner till bara bråkdelar av en grad över absolut noll. (Absolut noll är den kallaste möjliga temperaturen. Ofattbart kallt.)
Atomerna förseglades i ett isolerat system, åtskilda av en barriär gjord av två laserstrålar. Det skapade två regioner: en "ljus" region som forskarna kunde observera, och en "mörk" region som förblev dold.
En pytteliten Big Bang
Och nu blir det riktigt intressant.
Inuti denna miniatyrkosmos höll den ljusa regionen på att expandera och dra ihop sig. Tänk dig att bevittna en förenklad version av Big Bang – när allt exploderade utåt – följt av en "Big Crunch", där allt kollapsar inåt igen.
Eftersom systemet var helt avskärmat från omvärlden kunde forskarna bara studera vad som hände inuti själva systemet. Inga externa klockor. Ingen hjälp utifrån.
Och de upptäckte något anmärkningsvärt.
Tid växer fram ur oordning
Teamet fann att "tid" i detta miniuniversum uppstod från förändringar i entropi – i princip oordningen eller spridningen av atomerna när de rörde sig mellan den ljusa och den mörka regionen.
Tänk dig så här: när du häller grädde i kaffe sprids den ut och blandar sig. Den spridningen, den ökande oordningen, det är entropi. Och tydligen är det som tid faktiskt är – inte en tickande klocka i universums bakgrund, utan flödet av oordning själv.
När partiklar rörde sig och omfördelade sig, rörde sig tiden effektivt framåt. När partiklarna slutade ordna om sig... stannade tiden.
Professor Barontini kallar detta "entropisk tid", och det har några fascinerande egenskaper:
- Den rör sig i en riktning, skapar den bekanta "tidspilen" vi alla upplever
- Den kan korrekt ordna händelser, även när universum expanderar och kontraherar
- Den kan accelerera eller sakta ner beroende på hur entropin förändras
Varför det här spelar roll
Här kommer det hjärnblödande: detta experiment ger det första kontrollerade beviset för att tid kan definieras genom förändringar inom ett system, snarare än som en extern tickande klocka.
Som professor Barontini uttrycker det: "I vardagen flyter tiden från då till nu – varför är det så, när de flesta grundlagar inom fysik fungerar likadant framåt och bakåt?"
Och nu kanske vi äntligen har ett svar. Tid är inte universums bakgrundsticker. Det är något som uppstår från hur system utvecklas och förändras.
Vad det betyder för fysiken
Det här är inte bara en kul partitrick. Detta arbete angriper ett av de mest långvariga problemen inom fysiken.
Om vissa teorier om universum stämmer – om kosmos verkligen inte har någon inbyggd klocka – hur kan vi då någonsin ordna händelser i rätt ordning? Svaret, verkar det, kan vara enklare än vi trodde: händelser ordnas av sin egen interna utveckling.
Miniuniversumet ger också en riktig experimentell plattform för att testa idéer inom kvantkosmologi och kvantgravitation. Istället för att enbart förlita oss på matematiska modeller (som är viktiga, men begränsade) kan forskare nu undersöka koncept om det tidiga universum genom faktiska laboratorieexperiment.
Så småningom kan samma metod utvidgas för att utforska fysiken kring Big Bang, simulerade svarta hål och konkurrerande teorier om tidens natur.
Min reflektion
Ärligt talat? Jag tycker det här är oerhört spännande.
Vi har alltid tänkt på tid som något fast, externt – som en flod som bara rinner oavsett om vi är redo eller inte. Men denna forskning antyder att tid kanske mer liknar en rytm som uppstår ur materiens dans.
Det påminner mig om hur temperatur inte egentligen är en "grej" – det är ett mått på hur snabbt atomer rör sig. Temperatur uppstår från rörelse. Och nu verkar det som om tid fungerar på liknande sätt: den uppstår ur förändring.
Det är vackert, tycker jag. Det antyder att tid inte är något som påtvingats universum utifrån. Det är något universum gör med sig själv.
Och det, det tycker jag är ganska underbart.
** Källa:** ScienceDaily