Global Lithuanian Net:    san-taka station:

Laiko fenomenas

Jei sąžiningai, tai nei mokslininkai, nei filosofai nežino, kas iš tikro yra laikas. Geriausia, ką jie gali pasakyti, kad laikas yra papildomas matavimas (greta erdvės). A. Einšteinas kadaise rašė draugui: "Praeitis, dabartis ir ateitis tėra iliuzijos...". Toks jo išsireiškimas puikiai dera su bendrąja reliatyvumo teorija, neigiančia dabarties akimirkos svarbą. Du vienalaikiai įvykiai vienam stebėtojui gali atrodyti vykstą skirtingu metu kitam stebėtojui.

Todėl netikslus ir atrodytų nekaltas klausimas: "Kas šiuo metu vyksta Marse?". Kadangi šviesa keliauja iš Marso iki Žemės apie 20 minučių, o informacija negali skrieti greičiau už šviesą, tai stebėtojas Žemėje negali matyti, kokia padėtis šiuo metu yra Marse. Be to, praeities įvykis gali atrodyti skirtingai stebėtojams, judantiems skirtingais greičiais. Tarkim, skrydžio į Marsą metu, skrydžio centro vadovas gali paklausti: "Įdomu, ką šiuo metu veikia Jonas Marso bazėje?" Pažvelgęs į laikrodį ir pamatęs, kad yra 12:00, jis gali tarti: "Valgo pietus". Tačiau astronautas, skriejantis pro Žemę artimu šviesai greičiu, pažvelgęs į savo laikrodį, pamatys, kad tuo metu dar nėra 12:00 arba yra jau daugiau, nei 12:00. Ir jis gali sakyti: "Ruošia pietus" arba "Plauna indus".

Spin at Black hole Sąžininga išvada būtų, kad tiek praeitis, tiek ateitis yra fiksuotos. Tad fizikai yra linkę laiką imti laiką kaip laikovaizdį (analogiškai kraštovaizdžiui) – kai visi praeities ir ateities įvykiai jame yra kartu. Kitaip sakant, fizikams laikas nei teka, nei praeina.

Amžiams bėgant daugybe filosofų padarė tokią pat išvadą. Jie tvirtino, kad ta sąvoka savyje prieštaringa. Fluidų koncepcija, galų gale, susiveda į judesį. Tampa prasminga kalbėti apie fizinio objekto, tarkim, strėlės, judėjimą erdve, išmatuojant, kaip kinta jo padėtis laike. Tačiau kokią prasmę galime suteikti pačiam judesiui? Kieno atžvilgiu jis juda? Paprastas klausimas "Kaip greitai praeina laikas?" parodo tos idėjos absurdiškumą. Nes atsakymas tegali būti – "viena sekundė per sekundę". Iš tikro, dėl laiko tėkmė pasaulyje nieko nekeičia – tik pasaulis yra vis kitoks laike. Tai pastebėjo dar graikų filosofai Parmenidas ir Zenonas.

Daug painiavos sukelia laiko siejimas su vadinamąja laiko skale. Pasaulyje visi įvykiai neabejotinai yra vienkrypčiai. Išmestas kiaušinis nukrenta ant grindų ir ištykšta. Tuo tarpu niekada nebuvo stebimas atvirkščias procesas. Tai antrojo termodinamikos dėsnio, teigiančio, kad uždaros sistemos entropija su laiku didėja, iliustracija. Tai įveda į pasaulį asimetriją su laiko kryptimi.

Skirtumą tarp praeitiškumo ir ateitiškumo bei praeities ir ateities parodo toks pavyzdys. Įsivaizduokime, kad nufilmavome kiaušinio nukritimą ir sudužimą. Jei filmą parodysime atvirkščiai – visi pasakys, kad procesas nėra realus. Dabar tą filmą sukarpykime kadrais, kuriuos sumaišykime atsitiktine tvarka. Dabar bet kam sunku bus atstatyti tikrą įvykių eigą. Tai parodo, kad laiko asimetrija iš tikro tėra pasaulio, o ne paties laiko savybė.

Mes negalime stebėti laiko tėkmės. Visa, ką iš tikro stebime, tai, kad vėlesnės pasaulio būsenos skiriasi nuo ankstesnių, kurias vis dar atsiminame. Tas faktas, kad prisimename praeitį, o ne ateitį, yra ne laiko tėkmės įrodymas, o laiko asimetrijos. Laiko matavimas laikrodžiu niekuo nesiskiria nuo atstumo matavimo liniuote – juo laiko tėkmės greitis nėra matuojamas. Tai reiškia, kad laiko tėkmė yra subjektyvus, o ne objektyvus reiškinys. O neįstengiant parodyti jokių laikino laiko judėjimo požymių, mes liekame nežinomybėje. Su kuo galime susieti nuolatinį pasaulio kitimą?

Tai prašyte prašosi paaiškinimo, kurio ieškoma psichologijoje, neurofiziologijoje ir net lingvistikoje ar kultūroje. Šiuolaikinis mokslas kelia klausimą apie tai, kaip suvokiame laiko tėkmę. O tuo klausimu galime tik diskutuoti. Tai gali būti kažkaip susiję su smegenų veikla. Jei kelis kartus greitai apsisuksite, svaigs galva. Atrodys, kad pasaulis sukasi aplink jus, tačiau akys sakys, kad yra kitaip. Sukimosi įspūdį sukelia skysčio sukimasis vidinėje ausyje. Galbūt, laiko fluidai panašūs į tai.

Lava flow Yra du laiko asimetrijos aspektas. Pirmasis susijęs su termodinamika, kai skiriasi praeitis ir ateitis. Kadangi entropija glaudžiai susijusi su informacija, todėl ir atmintis yra vienos krypties. Kitas aspektas susijęs su kvantine mechanika, kurioje teigiama, kad laikas yra kitoks nei erdvė. Ir tas skirtingumas yra pagrindinė priežastis, kodėl taip sujungtu sujungti kvantinę mechaniką ir bendrąją reliatyvumo teoriją. Heizenbergo neapibrėžtumo principas išreiškia atviros ateities koncepciją. Tarkim, elektronas gali nulėkti bet kuria kryptimi ir neįmanoma iš anksto nuspėti, kuria. Kvantinis neapibrėžtumas teigia, kad kiekvienai konkrečiai būsenai yra daugybė (galbūt, ir begalybė) alternatyvų ateičiai (arba, potencialių realybių). Kvantinė mechanika gali tik paskaičiuoti kiekvieno varianto tikimybę, tačiau negali nurodyti, kuri jų iš tikro įvyks.

Kai tik stebėtojas atlieka matavimą, jis nustato tik vieną, konkrečią, galimybę (pavyzdžiui, kad elektronas yra tokioje tai padėtyje). Stebėtojo mintyse įvyksta perėjimas iš atviros ateities į konkrečia, fiksuotą praeitį – kas ir atrodo, kaip laiko tėkmė. Tačiau fizikai nesutaria, kaip tas perėjimas įvyksta. Nemažai jų tvirtina, kad tai kažkaip susiję su stebėtojo sąmone. Kai kurie (pvz., Roger Penrose) mano, kad sąmonė gali būti susijusi su kvantiniais smegenų procesais.

Laiko trūksta!

Taip didžiajai daliai žmonių atrodo laiko paradoksas. O neįveikdami liko prigimties klausimo, fizikai į pagalbą kviečiasi ... filosofus.

Įšaldyto laiko problemos šaknis fizikai įžvelgia reliatyvumo teorijos pagrinduose – principe, kad fizikos dėsniai yra vienodi visiems stebėtojams. Fizikai tai įsivaizduoja geometriniais terminais. Du stebėtojai suvoks, kad erdvėlaikis turi dvi skirtingas formas, atsižvelgiant, kas juda ir kokios jėgos veikia. Viena forma yra kiek modifikuota kitos versija – kaip kad puoduką galima laikyti modifikuota "barankos" versija. Principas teigia, kad tas skirtumas nėra esminis.

9 dešimtm. pabaigoje filosofai John Earman ir John D. Norton išsakė mintį, kad tas principas turi stulbinančių sąsajų su senu metafiziniu klausimu: Ar erdvė ir laikas egzistuoja nepriklausomai nuo žvaigždžių bei galaktikų (vadinamasis substancializmas), ar tėra vien tik dirbtiniai dariniai, panaudojami fizikinių objektų sąryšiams aprašyti (reliacionizmas)? Kaip kad Dž. Nortonas rašė: "Ar jie tarsi drobė, ant kurios piešia dailininkas? Ar jie tarsi gimdytojai; nėra tėvystės kol jie netampa tėvais ir vaikais".

Jis su Earman'u peržiūrėjo jau senai apleistą Einšteino teorinį eksperimentą. Paimkime tuščios erdvės sritį. Už šios srities ribų materijos pasiskirstymas užfiksuoja erdvėlaikio geometriją – pagal reliatyvumo lygtis. Viduje, vienok, bendrasis principas leidžia įgauti pavidalą tik iš tam tikros galimų formų aibės. Taigi, erdvėlaikis veikia tarsi drobė. Drobės rėmai, kurie atitinka materiją, priverčia drobę įgauti tam tikrą pavidalą. Bet, užėjus už tų rėmų, sukūrus tos srities ekvivalenčią kopiją, dalis drobės gali įdubti ar išsilenkti, ar susiraukšlėti, kas nenuspėjama papūtus vėjui.

Palikus šalia niuansus, eksperimentas sukelia dilemą. Jei kontinuumas yra dalykas su savo teisėmis (kaip teigia substancializmas), bendroji reliatyvumo teorija turi būti nedeterministinė – t,y, jos pasaulio aprašymas turi numatyti atsitiktinumo elementą. Kad teorija būtų deterministinė, erdvėlaikis turi būti labiau išmonė (kaip tvirtina reliacionizmas). Iš pirmo žvilgsnio, ai atrodo kaip reliacionizmo pergalė. Tai padeda tuo, kad kitos teorijos, tokios, kaip elektromagnetizmas, remiasi simetrija, artimesne reliacionizmui.

Tačiau reliacionizmas turi savų problemų. Jis pagrindinis įšaldyto laiko problemos šaltinis – erdvė gali keistis laike, tačiau jei jos visos (kokia daugybė bebūtų) formų yra ekvivalenčios, ji iš tikro niekada nesikeičia. Dar daugiau, reliacionizmas susiduria su substancialistiniu kvantinės mechanikos susaistymu. Jei erdvėlaikis daugiau neturi fiksuotos prasmės, kaip galima daryti stebėjimus tam tikroje vietoje ir laike, ko, kaip atrodo, reikalauja kvantinė mechanika?

Skirtingi tos dilemos sprendimai veda į skirtingus kvantinės mechanikos variantus. Kai kurie fizikai (pvz., Rovelli ir Julian Barbour'ai) bando taikyti reliacionistinį variantą – jie mano, kad laikas neegzistuoja ir ieško būdų, kad pasikeitimus galėtų paaiškinti kaip iliuziją. Kiti, įtraukiant ir stygų teoretikus, linksta link substancializmo.
"Tai geras fizikos filosofijos vertės pavyzdys. Jei fizikai mano, kad laiko problema kanoniškoje kvantinės gravitacijos srityje tėra tik kvantinė problema, jie trukdo tos problemos suvokimui – nes ji su mumis buvo gerokai ilgiau ir yra gerokai bendresnė" (filosofas Craig Callender).

Kita filosofų dėmesio sulaukusi sritis yra laiko kryptis – praeities ir ateities asimetrija. Daugelis žmonių laiko, kad tą kryptį paaiškina antrasis termodinamikos dėsnis (entropija didėja laikui bėgant). Pagrindinis aiškinimas, pateiktas 19 a. austrų fiziko Ludwig Boltzmann, yra tikimybinis. Pagrindinė idėja ta, kad yra daugiau būdų, akip sistema gali būti dezorientuota, nei sutvarkyta. Jei ji dabar sutvarkyta, labai tikėtina, kad vėliau tvarka joje dings. Tas samprotavimas, vienok, yra simetrinis laiko atžvilgiu. Sistema iki tol galėjo būti dar labiau dezorientuota, nei dabar. L. Boltzmann suprato, vienintelė galimybė, kad entropijos didėjimas bus nukreiptas į ateitį, tėra tada, jei entropija pradžioje buvo labai nedidelė. Tad antrasis termodinamikos dėsnis nėra labai nutolęs nuo tokios fundamentalios tiesos, kaip istorinė sėkmė, tokia, kaip Didysis sprogimas.

Kitos laiko krypties teorijos irgi nepilnos. Filosofas Huw Price tvirtina, kad beveik bet kuris bandymas paaiškinti laiko asimetriją kenčia nuo cikliško aiškinimo, turint užslėptą išankstinę prielaidą su laiko asimetrija. Tai parodo, kaip filosofai, įvaldę loginį griežtumą, gali atsekti subtilius tendencingumus.

Erdvės ir laiko atomai

Laikome, kad erdvė ir laikas yra tolydūs, tačiau jei kvantinės gravitacijos teorija yra teisinga, jie iš tikro pasireiškia diskrečiomis dalelytėmis.

Vos prieš 100 m. dauguma žmonių, taipogi ir mokslininkų, manė, kad materija yra vientisa. Ir nors jau nuo pat senųjų laikų kai kurie filosofai ir mokslininkai samprotavo, kad jei materija gali būti padalinta į gana mažus trupinius, ji gali būti sudaryta iš labai smulkių dalelyčių, tik nedaug kas tikėjo, kad tai gali būti įrodyta.

Paskutiniais dešimtmečiais fizikai ir matematikai spėlioja, kad ir erdvė gali būti grūdėta. O kaip tada su laiku? Ar gamta kinta tolydžiai, ar mažais šuoliukais (tarsi programa dvejetainiame kompiuteryje)?

Kvantai

Pagrindinis klausimas, kuris neduoda ramybės, yra: "Ar galima sukuti kvantinę gravitacijos teoriją?"

World Time Clock Kvantinės mechanikos teorija buvo sukurta 20 a. pirmoje pusėje ir jos atsiradimas buvo glaudžiai susijęs su supratimo, kad materija sudaryta iš atomų, įsigalėjimu. Kvantinės mechanikos lygtys yra tokios, kad tam tikri dydžiai jose, tarkim atomo energija, gali keistis tik tam tikromis, diskrečiomis reikšmėmis. Ta teorija sėkmingai nuspėja atomų savybes bei elgseną, o taip pat ir juos sudarančių elementariųjų dalelių bei tarp jų veikiančių jėgų. Tuo pačiu metu A. Einšteinas suformulavo bendrąją reliatyvumo teoriją, kuri, iš tikro, yra gravitacijos teorija, kurioje gravitacijos jėga kyla kaip erdvės ir laiko (susiliejančių į erdvėlaikį) išsikreivinimo veikiant materijai pasekmė. Pateiksime tokią iliustraciją. Ant minkšto pagrindo padėkime du rutulius – vieną didelį ir sunkų, o kitą mažesnį ir lengvą. Jie vaizduos Saulę ir aplink ją besisukančią Žemę. O pagrindas bus erdvė. Sunkus rutulys pagrinde padaro įdubą ir susidaro nežymus nuolydis, dėl kurio aplink judantis lengvas rutulys palengva artėja prie centro – tarsi kokia jėga (gravitacijos) jį ten trauktų.

Abi, tiek kvantinė teorija, tiek bendroji reliatyvumo teorija, buvo patvirtintos eksperimentų. Tačiau nebuvo atlikta eksperimento, kai abi jos kartu duotų išskirtinius rezultatus. Mat kvantiniai veiksniai veikia ypatingai mažais masteliais, o reliatyvumas stebėjimas vyksta turint ypač masyvius dangaus kūnus. Ir būtent dėl to nesuderinamu Einšteino teorija lieka klasikine, t.y. ne kvantine. Siekiama sukurti bendrą teoriją, kuri vadinama kvantine gravitacija.

Fizikai sukūrė gana daug matematinių procedūrų, leidžiančių klasikinę teoriją transformuoti į kvantinę. Pirmieji rezultatai nedžiugino. 7-8 dešimt. atlikti skaičiavimai tarsi rodė, kad kvantinė mechanika ir bendroji reliatyvumo teorijos negali būti sujungtos. Atrodė, kad reikia kažko iš principo nauja. Bandyta įvairūs principai, kurie vadinti sukinio teorija, nekomutatyvine geometrija ir supergravitacija. Tačiau labai išpopuliarėjo superstygų koncepcija, teigianti, kad erdvė turi papildomus 6 arba 7 matavimus (be mums žinomų 3), kurių mes tiesiog nepastebime. Taipogi stygų teorija spėja esant ir veikiant daug naujų smulkių elementariųjų dalelių ir jėgų. Teoretikai mano, kad stygų teoriją perdengs taip vadinamoji M-teorija(žr. ir Lyginamoji kosmologija), tačiau vis dar nėra jos tikslių apibrėžimų.

Grįžtant, reikia priminti, kad 8 dešimtm. skaičiavimai turėjo vieną trūkumą. Jie laikė, kad erdvės geometrija yra vienoda ir tolydi. Vienas iš bendrosios reliatyvumo teorijos principų teigia, kad erdvėlaikio geometrija nėra pastovi. Ji nuolat keičiasi, - ir, norint surasti geometriją, reikia išspręsti tam tikras lygtis, apimančius visus materijos ir energijos aspektus. Šiuo metu stygų teorija, tokia, kaip dabar yra suformuluota, nėra nepriklausoma nuo geometrijos, nes jos stygas aprašančios lygtys veikia klasikiniame erdvėlaikyje.

Antrasis principas, difeomorfinis pastovumas, irgi glaudžiai su tuo susijęs. Jis teigia, kad galima laisvai pasirinkti bet kokią koordinačių sistemą erdvėlaikiui. Erdvėlaikio taškas apibrėžiamas tik tuo, kas tame taške vyksta, o ne pagal kokią jo vietą tam tikroje koordinačių sistemoje.

Taigi, jei erdvė yra grūdėta, tai iš ko ji sudaryta – kubų ar rutuliukų? Atsakymas nėra toks paprastas. Nemažai mokslininkų pasiūlė sūkurio putų koncepciją (C. Rovelli, M. Reisinberger, J. Barret, L. Crane, J. Baez, F. Markopoulou). [Ji bus aptarta vėliau, atskirai]. Iš jos seka, kad laikas ne bėga tolygiai (kaip upė), o "tiksi" – ir vienu metu Visatoje tiksi nesuskaičiuojamas kiekis laikrodžių – kiekviename taške, kuriame susidaro sūkurių putos.

Parengė Cpt.Astera's Advisor  

Papildoma literatūra:

  1. G. J. Whitrow. What is Time? 1972
  2. J. E. McTaggard. The Unreality of Time// Mind, vol. 17, 1908
  3. P. Davies. The Physics of Time Asymmetry, 1974
  4. M. Gartner. Can Time go Backward?// Sci. Am., vol. 216, No 1, 1967
  5. P. Davies. About Time: Einstein's Unfinished Revolution, 1995
  6. Huw Price. Time's Arrow and Archimedes Point, 1996
  7. G. Belot. John Earman. From Methaphysics to Physics// From Physics to Philosophy (ed. J. Butterfield & C. Pagonis), 1999
  8. C. Rovelli. Quantum Spacetime: What do we Know?// Physics Meets Philosophy at the Planck Scale (ed. C. Callender & N. Huggett), 2001
  9. M. J. Duff. The Theory Formerly Known As Strings//Sci. Am., Feb 1998
  10. W. W. Gibbs. Ripples in Space and Time//Sci. Am., Apr. 2002

Papildomai skaitykite:
Laikas
Kas yra tas laikas?
Trumpa laiko istorija
Laiko matavimo kronika
Laikrodžiai mūsų kūne
Kaip sukurti laiko mašiną?
Laikas skirtingose kultūrose
Laiko vertė ir matas
Ajurveda. Himnas laikui
Torsioniniai laukai
Ką rodo laiko rodyklė?
Papildomas matavimas
Bendroji reliatyvumo teorija
Tolimojo poveikio reiškinys
Išsiderinusi kosmoso muzika
Išspręskim Einšteino uždavinį?
Atsakymai apie erdvę ir laiką
Amžinas judėjimas laiko kristaluose
Erdvės ir laiko sampratos transformacija
Savaime besiorganizuojantis kvantinis pasaulis
Kvantinė mechanika: triumfas ar ribotumas?
DNR, išilginės bangos, kelionės laike
Visata: nuo šičia link begalybės
Antigravitacija: praeityje ir dabar
Tamsioji materija ir energija
Nepaprasti Visatos skaičiai
Laiko tėkmės pokeitimai
Labai prasta balerina
Einšteino vieta pasaulyje
Antigravitacijos paieškos
Lyginamoji kosmologija
Greičiau už šviesą!
Kelionė laike
Holografinė Visata
Filosofijos skiltis

NSO apsireiškimai ir neįprasti fenomenai Lietuvos danguje ir po juo

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

san-taka station

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 skiltis
Vartiklis