Existuje čas? Pohled fyzika

Čas je určitě velmi složité téma fyzika, a jsou lidé, kteří věří, že čas ve skutečnosti neexistuje. Jedním běžným argumentem, který používají, je to, že Einstein dokázal, že všechno je relativní, takže čas není relevantní. V bestselleru Tajemství, autoři říkají: „Čas je jen iluze.“ Je to opravdu pravda? Je čas jen výplodem naší představivosti?

Mezi fyziky není pochyb o tom, že čas skutečně skutečně existuje. Je to měřitelný, pozorovatelný jev. Fyzici jsou jen trošku rozděleni na to, co způsobuje tuto existenci a co to znamená říkat, že existuje. Tato otázka skutečně hraničí s oblastí metafyziky a ontologie (filozofie existence) jako stejně jako u přísně empirických otázek o čase, na které je fyzika dobře vybavena.

Frázi „šipka času“ vytvořil v roce 1927 Sir Arthur Eddington a popularizoval se ve své knize z roku 1928 Povaha fyzického světa. V zásadě je šipka času myšlenkou, že čas teče pouze v jednom směru, na rozdíl od rozměrů prostoru, které nemají preferovanou orientaci. Eddington uvádí tři konkrétní body, pokud jde o časovou šipku:

1. Je živě rozpoznáno vědomím.
2. Stejně tak trvá na naší fakultě uvažování, která nám říká, že obrácení šipky by způsobilo, že vnější svět bude nesmyslný.
3. Ve fyzikální vědě se neobjevuje, s výjimkou studia organizace jednotlivců. Zde šipka ukazuje směr progresivního zvyšování náhodného prvku.

První dva body jsou jistě zajímavé, ale je to třetí bod, který zachycuje fyziku časové šipky. Rozlišovacím faktorem času je to, že ukazuje směrem ke zvyšování entropie, na Druhý termodynamický zákon. Věci v našem vesmíru se rozkládají jako běh přirozených, časově založených procesů... ale bez spontánní obnovy neobnoví pořádek.

Existuje však hlubší úroveň toho, co říká Eddington ve třetím bodě, a to je to, že „ve fyzikální vědě se neobjevuje, s výjimkou ...“ Co to znamená? Ve fyzice je čas všude!

I když je to určitě pravda, zvláštní je, že fyzikální zákony jsou „časově reverzibilní“, což je říci, že zákony samy vypadají, jako by fungovaly dokonale dobře, kdyby se hrál vesmír zvrátit. Z fyzického hlediska neexistuje žádný skutečný důvod, proč by se šíp času měl nutně pohybovat vpřed.

Nejběžnějším vysvětlením je, že ve velmi vzdálené minulosti měl vesmír vysoký stupeň řádu (nebo nízkou entropii). Kvůli této „hraniční podmínce“ jsou přírodní zákony takové, že entropie neustále roste. (Toto je základní argument uvedený v knize Sean Carrollové z roku 2010 Od věčnosti až sem: Hledání konečné teorie času, i když jde dále, aby navrhl možná vysvětlení, proč by vesmír mohl začít takovým řádem.)

Jednou běžnou mylnou představou šířenou nejasnou diskusí o povaze relativity a další fyziky související s časem je, že čas ve skutečnosti vůbec neexistuje. K tomu dochází v řadě oblastí, které jsou běžně klasifikovány jako pseudovědy nebo dokonce mystiky, ale rád bych se v tomto článku zabýval jedním konkrétním vzhledem.

V nejprodávanější svépomocné knize (a videu) Tajemstvíautoři uvádějí, že fyzici prokázali, že čas neexistuje. Zvažte několik následujících řádků z části „Jak dlouho trvá?“ v kapitole „Jak používat tajemství“ z knihy:

„Čas je jen iluze. Einstein řekl nám to. “

"To, co nám kvantoví fyzici a Einstein říkají, je to, že se všechno děje současně."

"Není čas na vesmír a na vesmír není žádná velikost."

Všechny tři výše uvedené výroky jsou kategoricky nepravdivé většina fyzici (zejména Einstein!). Čas je ve skutečnosti nedílnou součástí vesmíru. Jak již bylo zmíněno dříve, velmi lineární pojem času je svázán s konceptem druhého zákona z roku 2002 Termodynamika, kterou mnozí fyzici považují za jeden z nejdůležitějších zákonů ve všech fyzika! Bez času jako skutečného vlastnictví vesmíru se druhý zákon stane nesmyslným.

Je pravda, že Einstein skrze něj dokázal teorie relativity, ten čas sám o sobě nebyl absolutním množstvím. Čas a prostor jsou spjaty velmi přesným způsobem, aby vytvořily časoprostor, a tento časoprostor je absolutním měřítkem, které lze použít - znovu velmi přesným matematickým způsobem - určit, jak různé fyzikální procesy na různých místech vzájemně reagují jiný.

To ano ne znamená, že se však všechno děje současně. Ve skutečnosti Einstein pevně věřil - na základě důkazů o jeho rovnicích (jako je E = mc²) - žádné informace nemohou cestovat rychleji než rychlost světla. Každý bod v časoprostoru je omezený ve způsobu, jakým může komunikovat s ostatními oblastmi časoprostoru. Myšlenka, že se všechno děje současně, je přesně v rozporu s výsledky, které Einstein vyvinul.

Tato a další fyzikální chyby v Tajemství jsou naprosto srozumitelné, protože ve skutečnosti jde o velmi složitá témata a fyzici je nemusí zcela pochopit. Jen proto, že fyzici nemusí nutně dokonale porozumět pojmu, jako je čas, to tak není znamená, že platí, že nemají čas pochopit, nebo že celý koncept odepsali jako neskutečný. Nejistěji to tak není.

Další komplikaci v chápání času dokládá kniha Lee Smolina z roku 2013 Time Reborn: Od krize ve fyzice po budoucnost vesmíru, ve kterém tvrdí, že věda (jak tvrdí mystici) považuje čas za iluzi. Místo toho si myslí, že bychom měli zacházet s časem jako se zásadně skutečným množstvím, a pokud to vezmeme vážně, odhalíme zákony fyziky, které se postupem času vyvíjejí. Ještě zbývá zjistit, zda tato výzva ve skutečnosti povede k novým poznatkům o základech fyziky.

Editoval Anne Marie Helmenstine, Ph. D.