Da li zaista naša budućnost već postoji?

VRIJEME I PROSTOR JEDNAKI, ALI RAZLIČITI…

Da li zaista naša budućnost već postoji?

hourglassPostojanje singularnosti na početku svemira dovodi u pitanje samu prirodu prostora, te osobito vremena u trenutku stvaranja. Bilo bi dobro ovdje uvesti jasnu definiciju onoga što vrijeme zaista jest? Svi znamo što vrijeme čini i kako su događaji poredan u slijedu. Navikli smo na opisivanje događaja koji redovito slijede druge događaje u smislu lanca uzroka i poljedica. Ali ne možemo se maknuti puno dalje od ovih jednostavnih ideja. Na kraju, najbolja definicija onoga što je vrijeme jest da je vrijeme ono što mjerimo satovima.

vremeplov_masinaEinsteinove teorije relativnosti uspješno su uništile njutnovske koncepcije apsolutnog prostora i apsolutnog vremena. Umjesto da imamo tri prostorne dimenzije i jednu vremensku koje su apsolutne i nepromjenjive, bez obzira na gibanje čestica ili izvođače pokusa, relativistička fizika stapa ih zajedno u jedinstveni četverodimenzionalni entitet zvan prostor-vrijeme. U mnogo slučajeva vrijeme i prostor možemo smatrati matematički istovrijednim u ovim teorijama. Različiti promatrači općenito mjere različite vremenske intervale između ista dva događaja, ali četverodimenzionalni prostorno-vremenski interval uvijek je isti.

Međutim, uspjesi Einsteinovih teorijskih otkrića prikrivaju činjenicu da svi mi iz svakodnevnog iskustva znamo da su vrijeme i prostor u biti različiti. Možemo putovati na sjever ili jug, istok ili zapad, ali u vremenu možemo ići samo naprijed prema budućnosti, ne i nazad u prošlost! A i prilično smo zadovoljni što London i New York postoje u određenom trenutku na različitim prostornim položajima. Ali nitko ne bi rekao da godina 5001. postoji na isti način na koji mislimo da postoji sadašnjost. Također možemo sa zadovoljstvom reći da ono što radimo sada uzrokuje događaje u budućnosti, ali ne mislimo da dva različita mjesta u istom vremenu uzrokuju jedno drugo. Prostor i vrijeme zapravo su prilično različiti!

svemir_shutterstockNa kozmološkoj razini, svakako se čini da Veliki prasak ima preferirani smjer. Ali, jednadžbe koje ga opisuju opet su vremenski simetrične. Naš svemir se širi, a ne sažima, ali ako bi se i sažimao, mogli bismo ga opisati istim zakonima. Ili je moguće da je usmjerenost vremena koju zapažamo nekako izdvojena opsežnim širenjem svemira? Hawking i drugi nagađali su da se kad bi živjeli u zatvorenom svemiru koji bi se s vremenom prestao širiti i počeo sažimati, vrijeme bi zapravo teklo unazad za vrijem sažimanja. Zapravo, kad bi se to dogodilo, ne bismo bili u stanju razlikovati sažimajući svemir u kojem vrijeme teče unaprijed. Hawking je neko vrijeme bio uvjeren da bi moralo biti tako, ali kasnije se predomislio.

60233557Drugi, apstraktniji problem proizlazi iz činjenice da je Einsteinova teorija potpuno četverodimenzionalna – cjelokupna aktivnost čestice, sa zacrtanom cijelom poviješću njenih gibanja u prostor-vremenu, može se izračunati iz ove teorije. Čestica postoji u različitim trenucima isto kao što dvije čestice mogu postojati u isto vrijeme na različitim mjestima. To se uvelike kosi sa našim idejama o slobodnoj volji. Da li zaista naša budućnost već postoji? Je su li stvari na ovaj način predodređene?

London_Big_Ben_Phone_boxOva pitanja nisu ograničena samo na teoriju relativnosti i na kozmologiju. Mnoge fizikalne teorije simetrične su između prošlosti i budućnosti jednako kao što su simetrične između različitih prostornih položaja. Pitanje kako opaženu asimetriju vremena možemo pomiriti sa ovim teorijama predstavlja duboku filozofsku zagonetku! Postoje još barem dvije druge grane fizikalne teorije koje postavljaju pitanje “strijele vremena”, kako to neki nazivaju.

Jedna neposredno proizlazi iz naoko svemogućeg načela zvanog drugi zakon termodinamike. On tvrdi da se “entropija” zatvorenog sustava nikada ne smanjuje. Entropija je mjera nereda sustava, tako da ovaj zakon znači da je stupanj nereda nekog sustava uvijek u porastu. To sam eksperimentalno potvrdio nekoliko puta povremenim promatranjem u svom uredu. Drugi uzrok je “makroskopska” tvrdnja – bavi se velikim stvarima kao što su parni strojevi – ali proizlazi iz mikroskopskog opisa atoma i energetskih stanja koje osigurava statistička mehanika. Svi zakoni koji upravljaju tim mikrostanjima u potpunosti su preusmjerljivi što se tiče vremena. Kako onda može nastati strijela vremena?

Zakoni slični klasičnim zakonima termodinamike također su bili postavljeni kako bi se opisala svojstva crnih jama i gravitacijskih polja uopće. Iako je teško biti precizan o definiciji entropije povezane sa gravitacijskim poljima, čini se da ti zakoni naznačuju da strijela vremena ustraje i u svemiru koji se sažima. Iz tog razloga Hawking je napustio svoju ideju o obratu vremena.

vrijemeJoš jedan problem strijele vremena proizlazi iz kvantne mehanike, koja je opet vremenski simetrična, ali u kojoj se javljaju čudne pojave, kao što je prestanak valjananosti valne funkcije pri izvođenju pokusa. Valne funkcije to čine samo u jednom smjeru vremena, a ne u drugom-ali, kao što sam ranije natuknuo, ovo bi mogla biti samo konceptualna teškoća koja proizlazi iz tumačenja same kvantne mehanike.

(Hawking i um Boga, Peter Coles)

Oglasi

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava /  Izmijeni )

Google photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google račun. Odjava /  Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava /  Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava /  Izmijeni )

Spajanje na %s