Hva om tidsdelen i romtids kontinuumligningen bokstavelig talt ble eliminert? En av de nyeste studiene indikerer kanskje at tiden sakte og gradvis forsvinner fra vårt univers og at en dag vil fordampe fullstendig. En radikal ny teori kan forklare det kosmologiske puslespillet som har lurt forskere i årevis.
Forskere har tidligere målt lyset fra fjerne eksploderende stjerner for å vise at universet ekspanderer, og frekvensen av denne ekspansjonen øker stadig. Forskere har antydet at disse supernovaene flyr fra hverandre raskere enn aldring av universet. Fysikere konkluderte også med at en viss gravitasjonskraft må trekke galakser fra hverandre, og begynte å kalle denne ukjente styrken "mørk energi."
Ideen om at tiden i seg selv kunne forsvinne i milliarder av år - og alt vil stoppe - ble foreslått tilbake i 2009 av professorene Jose Senovilla, Mark Mars og Raul Vera fra University of Basque Country i Bilbao og University of Salamanca i Spania. Konsekvensen av denne kardinalbevegelsen av seg selv mot slutten er en alternativ forklaring på "mørk energi" - en mystisk anti-gravitasjonskraft som er blitt foreslått for å forklare noen kosmiske fenomener.
Imidlertid vet ingen frem til i dag hva mørk energi egentlig er og hvor den kommer fra. Professor Senovilla og kollegene har kommet med et utrolig alternativ. Forskere har foreslått å ekskludere et slikt konsept som mørk energi helt og å vurdere våre synspunkter på nytt. I følge Senovilla lurer vi oss selv til å tro at universet utvider seg når denne tiden sakker. På det daglige nivået vil denne nedgangen være umerkelig. Men hvis du sporer universets fremgang gjennom milliarder av år, så i kosmisk skala vil alt bli åpenbart. Denne endringen vil gå uendelig langsomt fra et menneskelig synspunkt, men fra kosmologiens synspunkt, som kraften til å studere lyset fra eldgamle soler som lyste for milliarder av år siden, kan den enkelt måles.
Et forslag fra en gruppe forskere, publisert i tidsskriftet Physical Review D, utelukker mørk energi som fiksjon. I stedet forklarer Senovilla utseendet til akselerasjon ved at den gradvise senkningen av tiden i seg selv.
Hvis tiden gradvis avtar, "og vi naivt fortsetter å bruke likningene våre til å bestemme endringer i ekspansjonshastigheten i forhold til det ordinære tidsforløpet, viser den enkle modellen demonstrert i vårt arbeid en effektiv akselerasjon av denne utvidelsen."
For tiden kan astronomer bestemme hastigheten for utvidelse av universet ved å bruke den såkalte "redshift" -metoden. Denne teknikken er basert på forståelsen av at stjerner som beveger seg bort fra oss er rødere enn de som beveger seg i vår retning. Forskere leter etter supernovaer av en viss art, som har blitt målestokken i denne forbindelse. Nøyaktigheten av disse målingene forutsetter imidlertid tidsinvarianse i hele universet. Hvis tiden bremser, i henhold til den nye teorien, forvandles vår ensomme tidsdimensjon sakte til en ny romlig dimensjon. Dermed ser de fjerne, gamle stjerner observert av kosmologer fra vårt perspektiv ut til å akselerere.
Til tross for all deres radikalisme og enestående, forblir disse ideene ikke uten støtte. Gary Gibbons, en kosmolog ved University of Cambridge, sier konseptet har sine fordeler. "Vi tror at tiden dukket opp i prosessen med Big Bang, og hvis tiden kan vises, så kan den forsvinne - dette er akkurat den motsatte effekten."
Eksisterer tiden?
I 2011 antydet forskere ved Bista Research Center i Ptuj, Slovenia, at Newtons idé om tid som en absolutt mengde som strømmer av seg selv, samt antakelsen om at tid er den fjerde dimensjonen av romtid, var feil. De foreslo å erstatte disse tidsbegrepene med mer passende for vår fysiske verden: tid som en kvantitativ rekkefølge av endringer.
I to artikler publisert i Physics Essays har Amrit Sorli, David Fiscalletti og Duchamp Klinard forsøkt å forklare at det vi mener med tiden faktisk er en absolutt fysisk mengde som fungerer som en uavhengig variabel (tid, t, ofte er X-aksen i koordinatsystemet som viser utviklingen av det fysiske systemet). Men som forskere bemerker, måler vi aldri t. Vi måler en objekts frekvens og hastighet. Tiden i seg selv er en rent matematisk mengde og eksisterer ikke fysisk.
Dette synspunktet betyr ikke at tiden ikke eksisterer, men at tiden har mer å gjøre med rom enn med ideen om absolutt tid. Selv om firdimensjonal romtid ofte antas å bestå av tre dimensjoner av rom og en dimensjon av tid, antyder forskernes syn at det ville være riktigere å representere romtid i form av fire dimensjoner av rommet. Med andre ord, universet er "tidløst."
"Minkowski-rommet er ikke tre dimensjoner pluss tid, men fire dimensjoner," skrev forskerne. Synet på at tiden er representert av en fysisk enhet der materiell endring skjer, erstattes av et mer praktisk syn der tiden ganske enkelt er den numeriske rekkefølgen av materiell endring. Dette synet reagerer bedre på den fysiske verden og forklarer bedre øyeblikkelige fysiske fenomener: tyngdekraft, elektrostatisk interaksjon, informasjonsoverføring under EPJ-eksperimentet og andre."
Forskere gir et eksempel på dette tidsbegrepet ved å skildre et foton som beveger seg mellom to punkter i rommet. Plassen mellom dem består utelukkende av Planck-lengder, det vil si de minste avstandene som et foton kan overvinne om gangen. Når et foton reiser Planck-lengden, beskrives det som å reise utelukkende i verdensrommet og ikke i absolutt tid. Et foton kan tenkes å bevege seg fra punkt 1 til punkt 2, og dens plassering ved punkt 1 er "foran" posisjonen på punkt 2, bokstavelig talt, siden tallet 1 kommer foran nummer 2 i nummerserien. Numerisk rekkefølge tilsvarer ikke tidsbestilling, det vil si at siffer 1 i tid ikke eksisterer før siffer 2, bare numerisk.
Uten å bruke tid som den fjerde dimensjonen i romtid, kunne den fysiske verden beskrives mer nøyaktig. Som bemerket av fysiker Enrico Prati i en fersk studie, er Hamiltonian dynamikk (ligninger i klassisk mekanikk) veldig tydelig definert uten begrepet absolutt tid.
Andre forskere bemerket at den matematiske modellen for rom-tid ikke samsvarer med den fysiske virkeligheten, og foreslo å bruke en tidløs "romtilstand", som ville gi en mer nøyaktig ramme. Forskere bemerket også forfalskning av to tidsbegreper. For eksempel kan tidsbegrepet som den fjerde dimensjonen av rommet - som den grunnleggende fysiske beholderen der et eksperiment foregår - bli forfalsket av et eksperiment der tiden ikke eksisterer.
Achilles og skilpadden
I tillegg til å gi en mer nøyaktig beskrivelse av den fysiske virkelighetens natur, kan forestillingen om tid som en kvantitativ endringsrekkefølge løse Zenos Achilles og Turtle-paradokset. I dette paradokset prøver Achilles å ta igjen skilpadden i et løp. Men selv om Achilles kan løpe 10 ganger raskere enn en skilpadde, vil han aldri løpe over en skilpadde, for når Achilles løper en viss distanse, reiser skilpadden en tidel av den distansen. Når Achilles når punktet hvor skilpadden var, vil den således fortsatt være litt foran. Mens konklusjonen om at Achilles aldri kan overskride skilpadden er åpenbart falsk, er det mange andre forklaringer på dette paradokset.
Paradokset kan løses ved å omdefinere hastigheten slik at hastigheten til begge løpere blir bestemt av den numeriske rekkefølgen på bevegelsene deres, og ikke av deres bevegelse og retning i tid. Fra dette synspunktet vil Achilles og skilpadden bare bevege seg gjennom verdensrommet, og Achilles vil definitivt overhale motstanderen i verdensrommet, selv om det ikke er i absolutt tid.
Noen av de nyere studiene har stilt spørsmål ved teorien om at hjernen representerer tid som en intern "klokke" som avgir nevrale tics, og antydet at hjernen representerer tid som en romlig fordeling ved å registrere aktiveringen av forskjellige nevrale noder. Selv om vi oppfatter hendelser som forekommer i fortid, nåtid eller i fremtiden, kan disse begrepene ganske enkelt være en del av den psykologiske rammen som vi opplever materielle endringer i rommet.
I alle fall, hvis denne teorien kan vurderes matematisk (i form av en løsning på problemet med tidens pil), gjenstår det ett ubesvart spørsmål: hva er tiden?
Ilya Khel
