Tid er en merkelig ting. Vi er vant til å telle klokker, men universet har ikke noen form for hovedur og ur, noe som betyr at vi kan oppleve tid på forskjellige måter, avhengig av hvordan vi beveger oss eller hvordan tyngdekraften påvirker oss. Fysikere har prøvd å kombinere de to store fysikkteoriene for å konkludere med at ikke bare tiden ikke er universell konsistent, men alle klokker vi bruker for å måle den, gjør tidsstrømmen uskarpt i rommet rundt dem.
For det første betyr det ikke at veggklokken din vil hjelpe deg å eldes raskere. Vi snakker om klokker i eksperimenter med høy presisjon, som atomur. En gruppe fysikere fra Universitetet i Wien og det østerrikske vitenskapsakademiet trakk konklusjoner fra kvantemekanikk og generell relativitet for å si at å øke nøyaktigheten til en klokke i samme rom også øker tidsforvrengning.
La oss stoppe et øyeblikk og prøve å uttrykke med enkle ord hva fysikere vet for øyeblikket.
Kvantemekanikk beskriver universet ekstremt nøyaktig i minste skala, der alt går inn i riket av subatomære partikler og krefter som virker på de korteste avstandene. Til tross for sin nøyaktighet og brukbarhet tillater kvantemekanikk oss å komme med spådommer som motsier vår hverdagsopplevelse.
En slik spådom er Heisenberg Usikkerhetsprinsipp, som sier at når du kjenner en parameter med høy nøyaktighet, blir målingen av den andre parameteren mindre nøyaktig. For eksempel, jo mer du avgrenser posisjonen til et objekt i tid og rom, jo mindre kan du være sikker på fremdriften.
Og det er ikke det at noen er smartere eller at noen har bedre utstyr - Universet fungerer i utgangspunktet slik, det er grunnleggende. Elektroner støter ikke på protoner på grunn av balansen mellom "usikkerhet" mellom posisjon og momentum.
En annen måte å se på det er at for å bestemme posisjonen til et objekt med den største presisjon, må vi regne med en ufattelig mengde energi. Når vi bruker det på vår hypotetiske klokke, betyr det å dele det andre i fraksjoner i klokken at vi vet mindre og mindre om klokkens energi. Og det er her generell relativitet kommer inn - en annen bevist teori i fysikk, bare den bruker tid mer på å forklare hvordan massive gjenstander påvirker hverandre på avstand.
Takket være Einsteins arbeid forstår vi at det er en ekvivalens mellom masse og energi, uttrykt med formelen E = mc2. Energi er lik masse ganger kvadratet av lysets hastighet. Vi vet også at tid og rom er koblet sammen, og denne romtiden er ikke bare en tom boks - masse og derfor energi kan bøye romtid.
Kampanjevideo:
Dette er grunnen til at vi ser interessante effekter som gravitasjonslinser, når massive gjenstander som stjerner og svarte hull forvrenger lysveien med massen. Og det betyr også at masse kan føre til utvidelse av tyngdekraften, når tiden flyter jo nærmere, jo nærmere tyngdekilden.
Dessverre, selv om disse teoriene støttes godt av eksperimenter, kommer de neppe godt overens. Derfor prøver fysikere å lage en ny teori som passer til begge disse teoriene og vil være riktig. Ved å gjøre dette fortsetter vi å utforske hvordan disse teoriene beskriver de samme fenomenene som tiden. Som faktisk i denne artikkelen.
Fysikere har antatt at handlingen med å måle tid med høy nøyaktighet krever økende energiforbruk, noe som automatisk reduserer nøyaktigheten til målingene i umiddelbar nærhet til en hvilken som helst tidsmåler.
"Våre funn antyder at vi må revurdere våre ideer om arten av tiden når både generell relativitet og kvantemekanikk tas i betraktning," sier forsker Esteban Castro.
Hvilken innvirkning har dette på oss daglig? Som ofte er tilfellet med teoretisk fysikk, spesielt ingen.
Mens kvantemekanikk teknisk gjelder "store" ting, ikke bekymre deg hvis stoppeklokken tikker et brøkdel av et sekund; et svart hull åpnes ikke på håndleddet ditt. Alle de ovennevnte konklusjonene vil bare være relevante for klokker i svært nøyaktige eksperimenter, mye mer avanserte enn de som er under utvikling.
Men jo bedre vi forstår hvordan klokker og tid spesielt fungerer, i det minste i teorien, jo bedre forstår vi universet rundt oss. En dag vil vi kanskje forstå selve tidenes natur. Forskernes arbeid ble publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL
