Neimsim samprotauti apie poetinę erdvę, svajonių erdves ir net Kalabi-Jau ar Hilberto erdves. Ir apie laiką, kaip ketvirtą erdvėlaikio matavimą,... o pabandysim paprasčiausiai įsivaizduoti – štai aš stoviu vienoje Žaliojo tilto Vilniuje pusėje, o jūs kitame. Ir mus skiria erdvė.

Jokių čia problemų su įsivaizdavimu, ar ne?! Tol, kol nepaklausim, o kas yra ta erdvė? Tuštuma, kurioje randasi fizikiniai kūnai? Kažkokia terpė su savo specifinėmis savybėmis? Eteris (kaip manė 18 a.)?

Su laiko sąvoka dar sudėtingiau. Jis – kažkas materialaus (laikas teka, laiko nesustabdysi...) ar tik įvykių seka? Ir vis tik mes gyvenam erdvėje ir laike. Erdvė mus skiria, erdvė mus jungia; laikas įlaikina dabartį, prisiminimais neša į praeitį ir verčia galvoti apie ateitį. Ir net jei A ir B skiria tam tikra erdvė, nuvykti iš A į B reikia kažkiek laiko – kitaip ir erdvės tarp A ir B nebūtų.

Filosofai apie erdvę ir laiką mąstė nuo senų laikų (apie tai plačiau žr. >>>>>). Tarkim, I. Kantas laikė, kad tai tik sąvokos mūsų protui, egzistuojančios tik mūsų sąmonėje. Tačiau, nepaisant to, mes puikiai mokam nustatyti koordinates erdvėje ir dideliu tikslumu matuoti laiko intervalus.

Kai 20 a. 3-me dešimtm. pasirodė kvantinė mechanika, ginčai apie erdvę ir laiką įgijo naujų aspektų. Tarkim, bet kurios el. dalelės ir bet kurio dalelių rinkinio būsena aprašoma bangų funkcija. Dalelei ji vienokia, o rinkiniui – kitokia, bendra visam rinkiniui (šiuo atveju būsena vadinama susieta). Tarkim, turim daleles A ir B su bendra bangų funkcija. Vieną dalelę paliekam laboratorijoje, o kitą atsargiai, kad nesuardytumėm susiejimo (tai vadinama dekoheracija), perkeliam nesvarbu kokiu nors atstumu, tarkim greta pastato ar į kitą galaktiką. Tada laboratorijoje esančiai daleliai pakeičiame sukinį (spiną). Kas nutiks su kita dalele, esančia, tarkim galaktikoje M31?! Ogi, TĄ PAČIĄ AKIMIRKĄ pasikeis ir dalelės B sukinys (plačiau apie tai >>>>>).

Tačiau ar tai įmanoma?! Juk iki M31 2,5 mln. švm.!? Juk informacija negali sklisti greičiau už šviesą... net jei dalelė B būtų greta, ir tai reikėtų šiokio tokio laiko, kad ji „sužinotų“ apie dalelės A sukinio pasikeitimą. Tad ... arba neteisinga reliatyvumo teorija ir informacija gali sklisti akimirksniu, arba klaidinga kvantinė teorija, bent jau tokia, kokia ją suformulavo jos „korifėjai“. Tačiau abi teorijos taip puikiai pasiteisina praktikoje!?

Bet jei abi teorijos teisingos, tai kažkas ne taip mūsų erdvės ir laiko sampratoje. Ir čia iškyla „klastingas“ klausimas: ar gali kas nors egzistuoti už erdvės-laiko? O ir aplamai iš ko sudaryta erdvė? Ar ji aplamai iš ko nors sudaryta? O jei taip, tai KUR tas kažkas randasi? Tai negali rastis erdvėje, jis tai ir kuria erdvę. Tam „kažkam“ nepritaikomi jokie apibrėžimai ir savybės, susijęs su erdvės sąvoka. Tai negali būti nei dideliu, nei mažu, nei ilgu, nei trumpu. Tai negali būti didesnis ar mažesnis už ką nors. Tai privalo būti visur, ir jo niekur neturėtų būti!?

Kvantinė mechanika – puiki teorija, tačiau nuo pat pradžios turėjo vidinių prieštaravimų. Pirma, ji apėmė visas be išimties aprašomos dalelės būsenas, kai eksperimentiškai stebima tik viena konkreti būsena. Antra (ir būtent tai A. Einšteinas bandė paaiškinti N. Borui), kvantinio susiejimo idėjos prieštarauja reliatyvumo teorijai. Dvi susietos dalelės akimirksniu „pajaučia“ susijusius pakitimus. Gal tokiu atveju erdvės tarp dalelių tiesiog NĖRA? Erdvė yra ir jos nėra?

Prie šio prieštaravimo fizikai grįžo, kai pradėjo kurti universalią teoriją, jungiančią kvantinę teoriją su reliatyvumo teorija. ir jiems visu aštrumu iškilo tas „prakeiktas“ klausimas: o kas yra erdvė?

Štai knygoje Džordžas Maseris¹⁾ „Nelokalumas“ (cituodamas Mošė Rozalį²⁾) laiko, kad erdvėlaikis aplamai nėra fundamentalia materijos savybe. Kad erdvėlaikis atsirastų, būtinos ypatingos sąlygos.

O štai fantastai, atrodo, tą problemą jau senai išsprendė. Erdvė trukdo veikėjams skraidyti tarp žvaigždžių. Erdvės problema fantastams kilo 1928 m. su E. Smito „Kosminiu vieversiu“. Ir tada 1934 m. Dž. Kempbelas³⁾ sumąstė „hipererdvę“. Vėliau variantų gausėjo: poerdvė, viršerdvė, nulinė erdvė... Atsirado naujos pavaros – erdvės ėdikai. Tikslas buvo aiškus – išvengti žvaigždes skiriančios erdvės, suartinti du nutolusius kosmoso taškus.

Kartais fantastams pavykdavo sukurti ir gamtišką vaizdingumą, kurio greičiausiai niekas ir neišvys. Vernoras Vindžas⁴⁾ „Liepsnoje virš bedugnės“ aprašo skrydį per hipererdvę. Žvaigdždėlėkis „neria“ į hipererdvę, išnyra, o dangus jau kitoks, žvaigždės pasislinkę; vėl šuolis, vėl dangus keičiasi. O jūs stovite priešais apžvalginį ekraną ir stebite šią kaitą.

O fizikai ir filosofai mąstė, IŠ KO sudaryta erdvė? Mąstė ir G. Leibnicas – tiesa, ne apie erdvę, o apie laiką, tačiau toji logika pritaikoma ir erdvei, nes jiedu neatskiriami: „Laikas nestruktūrizuoja įvykių. Atvirkščiai, laikas – pasekmė to, kad įvykiai struktūrizuoti. Laiką galima išvesti iš priežastinių-pasekminių ryšių. Vienas įvykis paskui save tempia kitą - taip ir kyla laikas“.

Tas pat su erdve: pasaulio sandara turi tam tikrą struktūrą, tam tikra tvarka. Erdvė ir yra sąvoka, aprašančia tą tvarką. Bet kurie fiziniai objektai susiję tarpusavyje – tai mums reišia, kad jie yra erdvėje. Tada tarsi paaiškėja, kodėl egzistuoja kvantinis susiejimas ir kaip atitinkamomis sąlygomis el. dalelės, būdamos toli viena nuo kitos, „jaučia“ viena kitą.

Jei tai yra taip, tai erdvės sąvokoje glūdi nežinoma, neaprašyta, neįsivaizduojama kažkokia struktūra. Tokia mums pažįstama ir įprasta erdvė tampa panaši į vandenyno paviršių, o jo gelmėje slepiasi kažkas, apie ką ir neįtariame.

Ir kas nepaprasta. Visa tai galima aprašyti lygtimis. Stygų teorija ir kilpinė gravitacijos teorija (dabartiniame būsenoje) iš lygčių pašalino erdvėlaikį. Teoretikai nusileido giliau, o ten pasirodė besą tik gryna matematika, jokios fizikos, suprantamos ir vaizdžios. Tik be galo sudėtinga matematika.

Būtent čia fizikai ir filosofai suklupo ir pasidalijo į dvi visiškai nesutaikomas stovyklas. Ir viskas dėl to, kad fizikai ir matematikai išmoko lygtimis ir formulėmis aprašyti pasaulį be erdvės ir laiko, tačiau neįstengia to VIZUALIZUOTI. Žmogaus smegenys nepajėgios įsivaizduoti pasaulį be erdvės ir laiko. Mes randamės trimatėje ersvėje, o laiką suprantam kaip priežasčių ir pasekmių seką. Norėdami ką nors suprasti, paišom vaizdus, braižom grafikus, schemas, lenteles, histogramas,.. kuriam judančius vaizdus, kad parodytum, kaip viskas vyksta laike. Jei ką galima aprašyti formule, tačiau neįmanoma įsivaizduoti, žmogus tai priima įtariai. Šriodingeris rašė 1928-ais: „Mes negalime pakeisti mūsų mąstymo būdo apie erdvę ir laiką, kaip ir tai, kad negalime suprasti jame, negalime iš viso suprasti“.

O dabar, matyt, bręsta nauja revoliucija fizikoje, apie ką rašo Nikas Chagetas⁵⁾ (Ilinojaus un-tas) ir Kristianas Viutrichas⁶⁾ (Ženevos un-tas): „Idėja apie tai, kad pasaulio sandara ir jo materialusis turinys negali, iš esmės, būti erdvėje ir laike; idėja apie tai, kad šie, atrodytų, fundamentalūs dėmenys – tik kažko dar labiau fundamentalaus apraiškos; ir jei ši idėja pasitvirtins, ji sugriaus mūsiškę Visatos koncepciją taip smarkiai, kaip bet kuri ankstesnė revoliucija“.

Aišku, kad sugriaus, tačiau niekas kol kas dar nežino KAIP. Fizikai jau ne pirmą dešimtmetį bando jei ne įsivaizduoti, tai bent aprašyti tai matematiškai. Dar 7-me dešimtm. Dž. Vileris, tada kūręs geometrinę gravitacijos teoriją (geometrodinamiką), siūlė erdvės kaip tam tikros „pintinės su dulkėmis ar ratukais“ vaizdinį. Tačiau KUR randasi tos dulkės ir ratukai, kuriantys erdvę? Vileris atsako: „Tai tiesiog egzistuoja“. Tai primityviausios materialios esybės, jos sąveikauja tarpusavyje, ir jų sąveika kuria erdvę. Kalbėti apie tai galima, ir net aprašyti matematiškai, tačiau neįmanoma vizualizuoti, pateikti, pavaizduoti.

Kažkas tarpinio tarp erdvės ir jos nebuvimo – juodosios skylės, kurias Džordžas Maseris knygoje „Nelokalumas“ lygina su ištirpusio vandens sankaupa tundroje: erdvė juodosiose skylėse „tiesiog tirpsta, virsdama tąkia substancija, sunkiai įsivaizduojama, į ką panašia“.

Ogi nė į ką!!! Vaizdiniai nesuveikia, tad fizikai naudojasi analogijomis, kurios, žinoma, irgi nesuveikia, tačiau vis tik reikia kažką bent kažkaip aprašyti.

Tačiau ko mes čia visąlaik tik apie erdvę ir apie erdvę?! O kaip su laiku?! Vis gi laikas atsiranda kitaip nei erdvė.I. Kantas laikė, kad laikas – vidinė sąmonės savybė, o gamtoje laikas neegzistuoja. Visatą be laiko 1999 m. aprašė britų fizikas Džulianas Barburas, kuris Visatą pateikė kaip pilną „kino kadrų“ rinkinį, kur yra viskas, kas egzistavo, egzistuoja ir egzistuos (tenka naudotis laiko terminais, nes taip surėdyti mūsų smegenys – be laiko net pasaulyje be laiko neapsieisi!). o laikas, pagal Barburą, kyla mūsų smegenyse tik todėl, kad turime priežasčių ir pasekmių sąvokas, ir mes tada iš „kino kadrų“ pasirenkam tuos, kuriems galioja priežasties-pasekmės ryšiai.

Tad gal ir teisus Augustinas (žr. jo posakį apie laiką), suabejojęs galimybe paaiškinti laiką, bet gal teisus Maksas Tegmarkas, tvirtindamas, kad giliausiame pasaulio struktūros lygmenyje nėra nieko be matematinių struktūrų, kurios sąveikaudamos sukuria erdvę, laiką, stygas,  membranas,  el. daleles, atomus, molekules ir t.t. – viską, iki pat proto ir viską, ką gali sukurti protas?

Gal (kaip spėja Dž. Maseris) tamsioji materija ir tamsioji energija ir yra erdvės byrėjimo požymiai? O gal galiausiai perpratę erdvės ir laiko esmę, išmoksim ir judėti greičiau už šviesą? Greičiausiai mūsų laukia sukrečiantys atradimai...

Trumpos biografijos:

¹⁾ Džordžas Maseris (George Musser, g. 1965 m.) – amerikiečių žurnalistas, mokslo populiarintojas, „Scientific American“ redaktorius. Parašė tokias knygas kaip „Visiško idioto vadovas po stygų teoriją“ (2008), „Siaubingas veikimas per atstumą“ (2015; dar vadinama „Nelokalumu“) ir kt.

²⁾ Mošė Rozalis (Moshe Rozali) – Kanados fizikas, Britų Kolumbijos un-to profesorius, paskutiniu metu dėmesį sutelkęs į stygų teorijos taikymus kvantinės chromodinamikos fizikai ir tankios materijos sistemoms, stygų teorijos pagrindams (matricų teorijai, juodųjų skylių fizikai, laiko priklausomybei stygų teorijoje ir pan.), dalelių sukiniams. Savo tyrimuose naudoja skaitmenines simuliacijas, daugiausia sprendžiant netiesines diferencialines lygtis su dalinėmis išvestinėmis kylančiomis iš Einšteino lygčių analizės susijusios su holografijos kontekstu. Be to domisi mašininiu mokymu ir neurologiniais tinklais, tikintis kai kurių pritaikymų fizikoje.

³⁾ Džonas Kempbelas (John Wood Campbell Jr., 1910-1971) – amerikiečių fantastas, redaktorius. 1930 m. debiutavo apsakymu „Kada neatlaiko atomai“. 1934-ais Dono A. Stiuarto pseudonimu ima skelbti apsakymus „Astounding Science Fiction“ žurnale (kurio redaktoriumi tampa 1937 m.). Rašytojo karjerą praktiškai baigia novele „Kas eina?“ (1938). Vėliau dar įkuria „Unknown” (1939-43) žurnalą. Jį labai vertino I. Azimovas, tačiau vėliau dėl stiprėjančio susidomėjimo pseudomokslo jo požiūris atvėso. Hipererdvė buvo paminėta apysakoje „Kosmoso salos“ (1931).

⁴⁾ Vernoras Vindžas (Vernor Steffen Vinge, 1944-2024) – amerikiečių fantastas, profesorius, dėstęs matematiką bei kompiuteriją San Diego un-te. Buvo technologinis singuliarumo populiarintojas (esė „Būsimas technologinis singuliarumas: kaip išgyventi post-žmogių epochoje“, 1993) ir vienas pirmųjų pristatęs „kibererdvę“. Žinomas romanais „Liepsna virš bedugnės“ (1992; kažkiek ir Interneto parodija), „Gelmė danguje“ (1999), „Dangaus vaikai“ (2011) [šiuos tris jungia gudraus avantiūristo Famo Njuveno nuotykiai, per 200 m. tai patiriančio didelę sėkmę, tai vėl viską prarandant], „Vaivorykštės galas“ (2006), „Kukio monstras“ (2004); rinkiniu „Tikrieji vardai ir kiti pavojai“ ir kitais kūriniais.

⁵⁾ Nikas Chagetas (Nick Huggett) – amerikiečių filosofas, specializuojantis mokslo ir fizikos filosofijų srityse. Ankstesnės publikacijos daugiausia buvo skirtos kvantinio lauko teorijai, o vėliau dėmesį skyrė erdvės sąvokos vystymuisi nuo antikos iki šių laikų („Erdvės samprata Zenono iki Einšteino“, 1999; „Reliatyvaus erdvėlaikio dėsningumas“, 2006; „Fizika susitinka su filosofija ties Planko masteliu“, 2001). Populiariai auditorija skirta jo knyga „Visur ir visada“ (2010), supažindinanti su fizikos filosofija. Paskutiniu metu kartu su Ch. Wuthrich’u dalyvavo projektuose apie filosofijos požiūrį į kvantinę gravitaciją, paskelbdami keletą straipsnių.

⁶⁾ Kristianas Viutrichas (Christian Wüthrich) – šveicarų filosofas, Ženevos un-to profesorius, dirbantis fizikos filosofijos srityje; paskutiniu metu dėmesį sutelkęs į kvantinės gravitacijos pagrindus. Taip pat nagrinėja erdvės ir laiko, kelionių laiku, gamtos dėsnių, determinizmo ir priežastingumo klausimus. Su N. Huggett‘u parašė knygą „Iš nieko“, o su J.B. Manchak’u and Ch. Smeenk’u „Laikas ir vėl: apie loginę, metafizinę ir fizikinę galimybę keliauti laiku“.

Papildomai skaitykite:
Laiko fenomenas
Ginčas apie tuštumą
Paslėpti matavimai
Trumpa laiko istorija
Labai prasta balerina
Ką rodo laiko rodyklė?
Nėra absoliutaus laiko
Kaip sukurti laiko mašiną?
Apie laiko klausimą filosofijoje
Tamsioji materija ir erdvės plyšimas
Erdvės ir laiko sampratos transformacija
Kaip vyko didysis perėjimas iš nieko į būtį?
Amžinas judėjimas laiko kristaluose
Laikas ir erdvė indų vaišešikoje
Juodųjų skylių paradoksai
Mūsų smegenys ir yra Visata
Mitas apie laiko pradžią
Nuo Quanta prie Qualia
Laiko tėkmės pokeitimai
Parmenidas iš Elėjos
Pasaulis yra netikras
Papildomas matavimas
Lygiagrečios visatos
Kas yra tas laikas?
E. Veiras. Kiaušinis
Visatos švytuoklė
Visatos modeliai
Erdvės formos

Maloniai pasitiksime žinias apie bet kokius Jūsų pastebėtus sunkiai paaiškinamus reiškinius. Juos prašome siųsti el.paštu: san-taka@lithuanian.net arba pateikti šiame puslapyje.

UFO sightings and other phenomenas in/under Lithuanian sky. Please inform us about everything you noticed and find unexplainable in the night sky or even during your night dreams, or in the other fields of life. Review of our site in English

NSO.LT svetainė
Vartiklis