Τι Γίνεται Αν ο Χρόνος Δεν Υπάρχει Καθόλου;
Άσε με να σου πω κάτι που θα σε αναστατώσει.
Επιστήμονες κατάφεραν να φτιάξουν σε ένα εργαστήριο ένα μικροσκοπικό σύμπαν. Ναι, καλά διάβασες. Ένα σύμπαν σε μίνι μέγεθος. Και μάντεψε τι; Μέσα σε αυτό το σύμπαν, ο χρόνος δεν μετριέται με ρολόι. Αντίθετα, ο χρόνος... απλά συμβαίνει. Πηγάζει από το χάος των σωματιδίων.
Καταλαβαίνω, και εμένα μου έσκισε το μυαλό όταν το διάβασα.
Ας δούμε τι ακριβώς συμβαίνει εδώ, γιατί αυτή είναι μια από τις πιο εντυπωσιακές ανακαλύψεις που έχω συναντήσει τελευταία.
Το Μεγάλο Ερώτημα που Κανείς Δεν Μπορεί να Απαντήσει
Υπάρχει κάτι που ταλαιπωρεί τους φυσικούς χρόνια τώρα: Τι είναι πραγματικά ο χρόνος;
Τον νιώθουμε όλοι, σωστά; Ο χρόνος προχωράει μπροστά. Ο καφές κρυώνει. Γερνάμε. Τα ρολόγια χτυπούν. Απλά πράγματα.
Αλλά εδώ αρχίζει το περίεργο: οι θεμελιώδεις νόμοι της φυσικής — οι κανόνες που διέπουν τα πάντα, από τα άτομα μέχρι τους γαλαξίες — δεν νοιάζονται καθόλου για την κατεύθυνση. Οι περισσότεροι από αυτούς τους νόμους λειτουργούν το ίδιο καλά αν τους τρέξεις μπροστά ή πίσω. Είναι πλήρως συμμετρικοί ως προς τον χρόνο.
Οπότε, αν οι νόμοι της φυσικής δεν κάνουν διάκριση μεταξύ παρελθόντος και μέλλοντος, γιατί την κάνουμε εμείς; Γιατί ο χρόνος φαίνεται να κυλάει μόνο προς μία κατεύθυνση;
Αυτό το ερώτημα απασχολεί τους επιστήμονες για πάνω από έναν αιώνα. Και τώρα, επιτέλους, ίσως έχουμε μια απάντηση.
Φτιάχνοντας Ένα Σύμπαν σε Κουτί
Ο καθηγητής Τζοβάνι Μπαροντίνι στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ έκανε κάτι εξαιρετικό. Δημιούργησε αυτό που μπορώ να περιγράψω μόνο σαν ένα "μικροσκοπικό σύμπαν" στο εργαστήριό του — ένα απλοποιημένο κβαντικό σύστημα που επιτρέπει στους επιστήμονες να δοκιμάζουν ιδέες για τον χρόνο σε ελεγχόμενες συνθήκες.
Σκέψου το έτσι: αντί να μελετάς ολόκληρο το σύμπαν (που είναι λίγο δύσκολο να χωρέσει σε εργαστήριο), έφτιαξε μια μικροσκοπική, απλοποιημένη εκδοχή του.
Πήρε περίπου 24.000 άτομα — ναι, είναι πολλά, αλλά για τη φυσική είναι εξαιρετικά λίγα — και τα ψύχθηκε σε κλάσματα βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν. (Το απόλυτο μηδέν είναι η πιο χαμηλή θερμοκρασία που μπορεί να υπάρξει. Δηλαδή, αδιανόητα ψυχρά.)
Τα άτομα αυτά σφραγίστηκαν μέσα σε ένα απομονωμένο σύστημα, χωρισμένα από ένα φράγμα δύο δεσμών λέιζερ. Έτσι δημιουργήθηκαν δύο περιοχές: μια "φωτεινή" περιοχή που οι ερευνητές μπορούσαν να παρατηρήσουν, και μια "σκοτεινή" περιοχή που έμενε κρυφή.
Μια Μικροσκοπική Μεγάλη Έκρηξη
Και εδώ αρχίζει το πραγματικά ενδιαφέρον κομμάτι.
Μέσα σε αυτό το μινιατούρα σύμπαν, η φωτεινή περιοχή συνεχώς διαστελλόταν και συστελλόταν. Φαντάσου ότι παρακολουθείς μια απλοποιημένη εκδοχή της Μεγάλης Έκρηξης — όταν όλα εκτοξεύτηκαν προς τα έξω — ακολουθούμενη από μια "Μεγάλη Σύνθλιψη", όπου όλα καταρρέουν πάλι μαζί.
Επειδή το σύστημα ήταν πλήρως απομονωμένο από τον εξωτερικό κόσμο, οι ερευνητές μπορούσαν να μελετήσουν μόνο ό,τι συνέβαινε μέσα στο ίδιο το σύστημα. Χωρίς εξωτερικά ρολόγια. Χωρίς εξωτερική βοήθεια.
Και ανακάλυψαν κάτι αξιοσημείωτο.
Ο Χρόνος Πηγάζει από το Χάος
Η ομάδα διαπίστωσε ότι ο "χρόνος" σε αυτό το μινι-σύμπαν προερχόταν από μεταβολές στην εντροπία — ουσιαστικά, από τη διαταραχή ή την εξάπλωση των ατόμων καθώς κινούνταν μεταξύ της φωτεινής και της σκοτεινής περιοχής.
Σκέψου το έτσι: όταν ρίχνεις κρέμα στον καφέ, αυτή απλώνεται και ανακατεύεται. Αυτό το απλώσιμο, αυτή η αύξηση της αταξίας, είναι η εντροπία. Και φαίνεται ότι αυτό μπορεί να είναι τι είναι ο χρόνος — όχι ένα ρολόι που χτυπά στο παρασκήνιο του σύμπαντος, αλλά η ίδια η ροή της διαταραχής.
Καθώς τα σωματίδια κινούνταν και αναδιανέμονταν, ο χρόνος ουσιαστικά προχωρούσε. Όταν τα σωματίδια σταματούσαν να αναδιατάσσονται, ο χρόνος... σταματούσε.
Ο καθηγητής Μπαροντίνι αποκαλεί αυτό "εντροπικός χρόνος", και έχει μερικές εντυπωσιακές ιδιότητες:
- Ρέει προς μία κατεύθυνση, δημιουργώντας αυτό το γνώριμο "βέλος του χρόνου" που όλοι βιώνουμε
- Μπορεί να ταξινομήσει σωστά τα γεγονότα, ακόμα κι όταν το σύμπαν διαστέλλεται και συστέλλεται
- Μπορεί να επιταχύνεται ή να επιβραδύνεται ανάλογα με το πώς αλλάζει η εντροπία
Γιατί Έχει Σημασία (Πολλή)
Εδώ είναι το σημείο που σου σπάει το μυαλό: αυτό το πείραμα παρέχει τα πρώτα ελεγχόμενα στοιχεία ότι ο χρόνος μπορεί να οριστεί από αλλαγές μέσα σε ένα σύστημα, αντί να είναι ένα εξωτερικό ρολόι που χτυπά.
Όπως το θέτει ο καθηγητής Μπαροντίνι: "Στην καθημερινή ζωή, ο χρόνος ρέει από το παρελθόν προς το μέλλον — γιατί συμβαίνει αυτό, όταν οι περισσότεροι βασικοί νόμοι της φυσικής λειτουργούν το ίδιο προς τα εμπρός και προς τα πίσω;"
Και τώρα ίσως έχουμε επιτέλους μια απάντηση. Ο χρόνος δεν είναι το ρολόι του σύμπαντος. Είναι κάτι που προκύπτει από το πώς εξελίσσονται και αλλάζουν τα συστήματα.
Τι Σημαίνει Αυτό για τη Φυσική
Αυτό δεν είναι απλά ένα εντυπωσιακό κόλπο. Αυτή η εργασία αντιμετωπίζει ένα από τα πιο παλιά προβλήματα στη φυσική.
Αν ορισμένες θεωρίες για το σύμπαν είναι σωστές — αν το σύμπαν πραγματικά δεν έχει ενσωματωμένο ρολόι — τότε πώς μπορούμε ποτέ να βάλουμε τα γεγονότα στη σωστή σειρά; Η απάντηση, φαίνεται, μπορεί να είναι απλούστερη από ό,τι νομίζαμε: τα γεγονότα ταξινομούνται από την εσωτερική τους εξέλιξη.
Το μινι-σύμπαν παρέχει επίσης μια πραγματική πειραματική πλατφόρμα για τη δοκιμή ιδεών στην κβαντική κοσμολογία και την κβαντική βαρύτητα. Αντί να βασιζόμαστε αποκλειστικά σε μαθηματικά μοντέλα (που είναι σημαντικά, αλλά περιορισμένα), οι επιστήμονες μπορούν τώρα να ερευνήσουν έννοιες για το πρώιμο σύμπαν μέσω πραγματικών πειραμάτων.
Μελλοντικά, η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να επεκταθεί για τη μελέτη της φυσικής της Μεγάλης Έκρηξης, προσομοιωμένων μαύρων τρυπών και ανταγωνιστικών θεωριών για τη φύση του χρόνου.
Η Γνώμη μου
Ειλικρινά; Βρίσκω αυτά τα πράγματα απολύτως συναρπαστικά.
Πάντα θεωρούσαμε τον χρόνο σαν κάτι σταθερό και εξωτερικό — σαν ένα ποτάμι που απλά κυλάει είτε είμαστε έτοιμοι είτε όχι. Αλλά αυτή η έρευνα υποδηλώνει ότι ο χρόνος μπορεί να μοιάζει περισσότερο με έναν ρυθμό που πηγάζει από τον χορό της ύλης.
Μου θυμίζει πώς η θερμοκρασία δεν είναι στην πραγματικότητα ένα "πράγμα" — είναι ένα μέτρο του πόσο γρήγορα κινούνται τα άτομα. Η θερμοκρασία προκύπτει από την κίνηση. Και τώρα φαίνεται ότι ο χρόνος λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο: προκύπτει από την αλλαγή.
Αυτό είναι υπέροχο για μένα. Υποδηλώνει ότι ο χρόνος δεν είναι κάτι που επιβάλλεται στο σύμπαν από έξω. Είναι κάτι που κάνει το ίδιο το σύμπαν στον εαυτό του.
Και αυτό, νομίζω, είναι αρκετά υπέροχο.
Πηγή: ScienceDaily