Ce se întâmplă dacă partea de timp din ecuația continuum-spațiu-timp ar fi fost literalmente eliminată? Unul dintre cele mai recente studii, poate, indică faptul că timpul dispare încet și treptat din universul nostru și într-o zi se va evapora complet. O nouă teorie radicală ar putea explica puzzle-ul cosmologic care a păcălit oamenii de știință de ani buni.
Oamenii de știință au măsurat anterior lumina stelelor care explodează la distanță pentru a arăta că universul se extinde, iar rata acestei expansiuni este în continuă creștere. Oamenii de știință au sugerat că aceste supernove zboară mai repede decât îmbătrânirea universului. Fizicienii au concluzionat, de asemenea, că o anumită forță anti-gravitațională trebuie să îndepărteze galaxiile și au început să numească această forță necunoscută „energie întunecată”.
Ideea că timpul în sine ar putea dispărea în miliarde de ani - și totul se va opri - a fost propus în 2009 de profesorii Jose Senovilla, Mark Mars și Raul Vera de la Universitatea din Țara Bascilor din Bilbao și Universitatea din Salamanca din Spania. Consecința acestei mișcări cardinale a timpului în sine spre sfârșit este o explicație alternativă pentru „energia întunecată” - o forță misterioasă anti-gravitațională care a fost propusă pentru a explica unele fenomene cosmice.
Cu toate acestea, până în ziua de azi, nimeni nu știe ce este cu adevărat energia întunecată și de unde provine. Profesorul Senovilla și colegii săi au venit cu o alternativă incredibilă. Oamenii de știință și-au propus să excludem un astfel de concept ca energia întunecată și să ne reconsideram părerile. Potrivit lui Senovilla, ne păcălim să ne gândim că universul se extinde atunci când, de fapt, acest timp încetinește. La nivel cotidian, această încetinire va fi imperceptibilă. Dar dacă urmăriți progresul Universului peste miliarde de ani, atunci la scară cosmică totul va deveni evident. Această schimbare va fi infinit de lentă din punct de vedere uman, dar din punctul de vedere al cosmologiei, a cărei putere de a studia lumina soarelui străvechi care a strălucit miliarde de ani în urmă, poate fi ușor măsurată.
O propunere a unui grup de oameni de știință, publicată în revista Physical Review D, exclude energia întunecată ca ficțiune. În schimb, Senovilla explică apariția accelerării prin încetinirea treptată a timpului în sine.
Dacă timpul se încetinește treptat, „și continuăm în mod național să ne folosim ecuațiile pentru a determina modificările vitezei de expansiune în raport cu cursul normal al timpului, atunci modelul simplu demonstrat în lucrarea noastră arată o accelerare eficientă a acestei expansiuni”.
În prezent, astronomii pot determina rata de expansiune a universului folosind metoda așa-numită „redshift”. Această tehnică se bazează pe înțelegerea faptului că stelele care se îndepărtează de noi sunt mai roșii decât cele care se mișcă în direcția noastră. Oamenii de știință caută supernovele de un anumit fel, care au devenit reperul în acest sens. Cu toate acestea, acuratețea acestor măsurări presupune invarianță de timp în univers. Dacă timpul încetinește, conform noii teorii, dimensiunea noastră singură de timp se transformă încet într-o nouă dimensiune spațială. Astfel, stelele îndepărtate, antice, observate de cosmologii din perspectiva noastră, par să se accelereze.
În ciuda întregului lor radicalism și fără precedent, aceste idei nu rămân fără sprijin. Gary Gibbons, cosmolog la Universitatea din Cambridge, spune că conceptul are avantajele sale. "Credem că timpul a apărut în procesul Big Bang-ului, iar dacă timpul poate apărea, atunci poate dispărea - acesta este exact efectul opus."
Există timpul?
În 2011, oamenii de știință de la Bista Research Center din Ptuj, Slovenia, au sugerat că ideea lui Newton despre timp ca o cantitate absolută care curge de la sine, precum și presupunerea că timpul este a patra dimensiune a spațiului-timp, au fost incorecte. Ei au propus să înlocuiască aceste concepte ale timpului cu mai adecvate lumii noastre fizice: timpul ca o ordine cantitativă a schimbărilor.
În două articole publicate în Physics Essays, Amrit Sorli, David Fiscalletti și Duchamp Klinard au încercat să explice că ceea ce înțelegem prin timp este de fapt o cantitate fizică absolută care joacă rolul unei variabile independente (timp, t, adesea este axa X din sistemul de coordonate care arată evoluția sistemului fizic). Dar, după cum observă oamenii de știință, nu măsurăm niciodată t. Măsurăm frecvența și viteza unui obiect. Timpul în sine este o cantitate pur matematică și nu există fizic.
Acest punct de vedere nu înseamnă că timpul nu există, ci că timpul are mai mult de-a face cu spațiul decât cu ideea de timp absolut. Astfel, deși spațiul în patru dimensiuni este adesea presupus a fi format din trei dimensiuni ale spațiului și o dimensiune a timpului, punctul de vedere al oamenilor de știință sugerează că ar fi mai corect să reprezinte spațiu-timp sub forma a patru dimensiuni ale spațiului. Cu alte cuvinte, universul este „atemporal”.
„Spațiul Minkowski nu este de trei dimensiuni plus timp, ci de patru dimensiuni”, au scris oamenii de știință. Opinia că timpul este reprezentat de o entitate fizică în care are loc schimbarea materială este înlocuit cu o vedere mai convenabilă, în care timpul este pur și simplu ordinea numerică a schimbării materialului. Această viziune răspunde mai bine lumii fizice și explică mai bine fenomenele fizice instantanee: gravitația, interacțiunea electrostatică, transferul de informații în timpul experimentului EPR și altele."
Oamenii de știință dau un exemplu al acestui concept al timpului înfățișând un foton care se mișcă între două puncte în spațiu. Spațiul dintre ele constă în întregime din lungimi Planck, adică din cele mai mici distanțe pe care un foton le poate depăși la un moment dat. Atunci când un foton parcurge lungimea Planck, este descris ca călătorind exclusiv în spațiu și nu în timp absolut. Un foton poate fi gândit ca mișcându-se de la punctul 1 la punctul 2, iar poziția sa la punctul 1 este „înainte” poziției de la punctul 2, literal, deoarece numărul 1 vine înainte de numărul 2 din seria numerelor. Ordinea numerică nu este echivalentă cu ordinea temporală, adică cifra 1 în timp nu există înainte de cifra 2, doar numeric.
Fără a folosi timpul ca a patra dimensiune a spațiului-timp, lumea fizică ar putea fi descrisă mai exact. După cum a menționat fizicianul Enrico Prati într-un studiu recent, dinamica hamiltoniană (ecuații în mecanica clasică) este foarte clar definită fără conceptul de timp absolut.
Alți oameni de știință au remarcat că modelul matematic al spațiului-timp nu corespunde realității fizice și au sugerat utilizarea unei „stări de spațiu” atemporal, care ar oferi un cadru mai precis. De asemenea, oamenii de știință au observat falsificarea a două concepte ale timpului. De exemplu, conceptul de timp ca a patra dimensiune a spațiului - ca recipient fizic fundamental în care are loc un experiment - poate fi falsificat de un experiment în care timpul nu există.
Ahile și țestoasă
Pe lângă faptul că oferă o descriere mai exactă a naturii realității fizice, noțiunea timpului ca o ordine cantitativă de schimbare poate rezolva Achile lui Zeno și paradoxul Turtle. În acest paradox, Ahile încearcă să ajungă la pas cu țestoasa într-o cursă. Dar, în timp ce Ahile poate alerga de 10 ori mai repede decât o broască țestoasă, el nu va depăși niciodată o broască țestoasă, deoarece ori de câte ori Ahile parcurge o anumită distanță, broasca țestoasă parcurge o zecime din acea distanță. Astfel, ori de câte ori Ahile va ajunge în punctul în care a fost țestoasa, va fi încă ușor înainte. În timp ce concluzia că Ahile nu poate depăși țestoasa este niciodată falsă, există multe alte explicații pentru acest paradox.
Paradoxul poate fi rezolvat prin redefinirea vitezei, astfel încât viteza ambilor alergători va fi determinată de ordinea numerică a mișcărilor lor, și nu de mișcarea și direcția lor în timp. Din acest punct de vedere, Ahile și țestoasa se vor deplasa doar prin spațiu, iar Achile își va depăși cu siguranță adversarul în spațiu, deși nu în timp absolut.
Unele dintre studiile mai recente au pus sub semnul întrebării teoria că creierul reprezintă timpul ca un „ceas” intern care emite ticuri neuronale și au sugerat că creierul reprezintă timpul ca distribuție spațială prin înregistrarea activării diferitelor noduri neuronale. Deși percepem evenimentele ca fiind petrecute în trecut, prezent sau în viitor, aceste concepte pot fi pur și simplu parte a cadrului psihologic în care experimentăm schimbări materiale în spațiu.
În orice caz, dacă această teorie poate fi considerată matematic (sub forma unei soluții la problema săgeții timpului), rămâne încă o întrebare fără răspuns: ce este timpul?
Ilya Khel
