Tænk hvis tid slet ikke er virkelig?
Okay, jeg har brug for, at du sætter dig ned.
Fysikere har lige skabt noget vanvittigt i et laboratorium — et lillebitte univers i lommeformat. Og det fedeste? Indeni dette lille kosmos tikker tiden ikke fra et ur. I stedet sker tiden bare... Den opstår fra kaotiske partikler.
Jeg ved. Min hjerne gjorde også onde den første gang, jeg læste om det.
Lad mig forklare, hvad der foregår, for dette er virkelig en af de sejeste ting, jeg har stødt på i lang tid.
Det store spørgsmål, ingen kan svare på
Her er noget, der holder fysikere vågne om natten: Hvad er tid egentlig?
Vi mærker det alle sammen, ikke? Tiden bevæger sig fremad. Kaffen bliver kold. Du bliver ældre. Urene tikker. Simpelt nok.
Men her bliver det mærkeligt: de grundlæggende fysiklove — reglerne der styrer alt fra atomer til galakser — er faktisk ligeglade med retning. De fleste af disse love fungerer perfekt, uanset om du kører dem fremad eller baglæns. De er fuldstændig symmetriske, når det kommer til tid.
Så hvis fysikkens love ikke kan skelne mellem fortid og fremtid, hvorfor kan vi så? Hvorfor ser det ud til, at tiden kun bevæger sig én vej?
Dette spørgsmål har hjemsøgt forskere i over et århundrede. Og nu — måske — har vi endelig et svar.
At bygge et univers i en boks
Professor Giovanni Barontini fra University of Birmingham gjorde noget helt ekstraordinært. Han skabte det, jeg kun kan beskrive som et "miniunivers" i sit laboratorium — et forenklet kvantesystem, der lader forskere teste idéer om tid under kontrollerede forhold.
Tænk på det sådan her: i stedet for at studere hele universet (som er ret svært at proppe ind i et laboratorium) lavede han en lillebitte, forenklet udgave.
Han tog cirka 24.000 atomer — ja, det er mange, men i fysikernes verden er det ufatteligt småt — og kølede dem ned til blot brøkdele af en grad over absolut nul. (Absolut nul er den koldest mulige temperatur, for resten. Altså ufatteligt koldt.)
Disse atomer blev forseglet inde i et isoleret system, adskilt af en barriere lavet af to laserstråler. Det skabte to regioner: et "lyst" område, som forskerne kunne observere, og et "mørkt" område, der forblev skjult.
Et lillebitte Big Bang
Og her bliver det for alvor interessant.
Indeni dette miniaturekosmos blev det lyse område ved med at udvide sig og trække sig sammen. Forestil dig, at du ser en forenklet udgave af Big Bang — da alt eksploderede udad — efterfulgt af et "Big Crunch," hvor alt falder sammen igen.
Fordi systemet var fuldstændigt forseglet fra omverdenen, kunne forskerne kun studere, hvad der skete indeni selve systemet. Ingen eksterne ure. Ingen hjælp udefra.
Og de opdagede noget bemærkelsesværdigt.
Tid opstår af kaos
Holdet fandt ud af, at "tid" i dette miniunivers opstod fra ændringer i entropi — basically uordenen eller spredningen af atomerne, efterhånden som de bevægede sig mellem det lyse og mørke område.
Tænk på det sådan her: når du hælder fløde i kaffe, spreder den sig og blander sig. Den spredning, den stigning i uorden — det er entropi. Og tilsyneladende er det, hvad tid måske egentlig er — ikke et tikkende ur i universets baggrund, men selve forløbet af uorden.
Efterhånden som partiklerne bevægede sig rundt og omfordelte sig, bevægede tiden sig effektivt fremad. Da partiklerne holdt op med at flytte sig rundt... stoppede tiden.
Professor Barontini kalder dette "entropisk tid," og det har nogle fascinerende egenskaber:
- Den bevæger sig i én retning og skaber den velkendte "tidspil" vi alle oplever
- Den kan korrekt ordne begivenheder, selv når universet udvider og trækker sig sammen
- Den kan speede op eller sænke farten afhængigt af, hvordan entropien ændrer sig
Hvorfor det betyder noget (meget)
Her kommer den hjerneblæserdel: dette eksperiment giver det første kontrollerede bevis på, at tid kan defineres af ændringer inden i et system, snarere end som et eller andet eksternt tikkende ur.
Som professor Barontini udtrykker det: "I dagligdagen flyder tiden fra fortid til fremtid — hvorfor er det sådan, når de fleste grundlæggende fysiklove virker på samme måde fremad og baglæns?"
Og nu har vi måske endelig et svar. Tid er ikke universets baggrundsur. Det er noget, der opstår fra, hvordan systemer udvikler sig og forandrer sig.
Hvad det betyder for fysikken
Dette er ikke bare en smart trick. Dette arbejde tager fat på et af de længstvarende problemer i fysikken.
Hvis visse teorier om universet er korrekte — hvis kosmos virkelig ikke har et indbygget ur — hvordan kan vi så nogensinde sætte begivenheder i den rigtige rækkefølge? Svaret, virker det til, er måske enklere, end vi troede: begivenheder ordnes af deres egen interne udvikling.
Miniuniverset giver også en reel eksperimentel platform til at teste idéer inden for kvantekosmologi og kvantegravitation. I stedet for udelukkende at stole på matematiske modeller (som er vigtige, men begrænsede) kan forskere nu undersøge koncepter om det tidlige univers gennem faktiske laboratorieforsøg.
På sigt kunne den samme tilgang udvides til at udforske fysikken bag Big Bang, simulerede sorte huller og konkurrerende teorier om tidens natur.
Min vinkel
Ærligt talt? Jeg finder dette helt fantastisk.
Vi har altid tænkt på tid som noget fast og eksternt — som en flod, der bare flyder, uanset om vi er klar eller ej. Men denne forskning antyder, at tid måske snarere er en rytme, der opstår fra materiens egen dans.
Det minder mig om, hvordan temperatur ikke faktisk er en "ting" — det er et mål for, hvor hurtigt atomer bevæger sig. Temperatur opstår fra bevægelse. Og nu ser det ud til, at tid fungerer på samme måde: den opstår fra forandring.
Det er smukt for mig. Det antyder, at tid ikke er noget, der pålægges universet udefra. Det er noget, universet gør mod sig selv.
Og det, tænker jeg, er ret vidunderligt.
Kilde: ScienceDaily