Timpul este un lucru ciudat. Suntem obișnuiți să numărăm ceasurile, dar Universul nu are un fel de ceas și cadran principal, ceea ce înseamnă că putem experimenta timpul în moduri diferite, în funcție de modul în care ne mișcăm sau de modul în care gravitatea ne afectează. Fizicienii au încercat să combine cele două mari teorii ale fizicii pentru a concluziona că nu numai că timpul nu este universal consecvent, ci orice ceasuri pe care le folosim pentru a-l măsura estompează fluxul de timp în spațiul din jurul lor.
În primul rând, nu înseamnă că ceasul tău de perete te va ajuta să îmbătrânești mai repede. Vorbim despre ceasuri în experimente de înaltă precizie, cum ar fi ceasurile atomice. Un grup de fizicieni de la Universitatea din Viena și Academia austriacă de științe au tras concluzii din mecanica cuantică și din relativitatea generală pentru a afirma că creșterea preciziei unui ceas în același spațiu crește și distorsiunea timpului.
Să ne oprim o secundă și să încercăm să exprimăm în cuvinte simple ceea ce știu fizicienii în acest moment.
Mecanica cuantică descrie universul extrem de precis la cea mai mică scară, unde totul merge în tărâmul particulelor subatomice și al forțelor care acționează la distanțe mai mici. Cu toată acuratețea și utilitatea sa, mecanica cuantică ne permite să facem predicții care să contrazică experiența noastră de zi cu zi.
O astfel de predicție este principiul incertitudinii Heisenberg, care afirmă că atunci când cunoașteți un parametru cu o precizie ridicată, măsurarea celui de-al doilea parametru devine mai puțin precisă. De exemplu, cu cât rafinați poziția unui obiect în timp și spațiu, cu atât puteți fi mai puțin sigur de impulsul acestuia.
Și nu este că cineva este mai inteligent sau că cineva are echipamente mai bune - Universul funcționează practic așa, este fundamental. Electronii nu se lovesc de protoni datorită echilibrului „incertitudinii” poziției și a impulsului.
Un alt mod de a-l privi este că, pentru a determina poziția unui obiect cu cea mai mare precizie, trebuie să luăm în calcul o cantitate de energie de neimaginat. Atunci când este aplicat ceasului nostru ipotetic, împărțirea celui de-al doilea în fracții în ceasul nostru înseamnă că știm din ce în ce mai puțin despre energia ceasului. Și aici intervine relativitatea generală - o altă teorie dovedită în fizică, doar că folosește mai mult timp pentru a explica modul în care obiectele masive se afectează reciproc la distanță.
Datorită lucrării lui Einstein, înțelegem că există o echivalență între masă și energie, exprimată prin formula E = mc2. Energia este egală cu masa de ori pătratul vitezei luminii. Știm, de asemenea, că timpul și spațiul sunt conectate, iar acest spațiu-timp nu este doar o cutie goală - masa și, prin urmare, energia pot îndoi spațiul-timp.
Video promotional:
Acesta este motivul pentru care vedem efecte interesante, cum ar fi lentilele gravitaționale, când obiecte masive precum stelele și găurile negre distorsionează calea luminii cu masa lor. Și înseamnă, de asemenea, că masa poate duce la dilatarea timpului gravitațional, când timpul curge cu cât este mai aproape, cu atât mai aproape de sursa de gravitație.
Din păcate, deși aceste teorii sunt bine susținute de experimente, cu greu se înțeleg bine. Prin urmare, fizicienii încearcă să creeze o nouă teorie care să se potrivească ambelor teorii și ar fi corectă. Procedând astfel, continuăm să explorăm modul în care aceste teorii descriu aceleași fenomene ca timpul. Așa cum, de fapt, în acest articol.
Fizicienii au emis ipoteza că măsurarea timpului cu precizie ridicată necesită o cheltuială crescândă de energie, ceea ce reduce automat acuratețea măsurătorilor în zona imediată a oricărui dispozitiv de urmărire a timpului.
„Descoperirile noastre sugerează că trebuie să ne regândim ideile despre natura timpului când sunt luate în considerare atât relativitatea generală, cât și mecanica cuantică”, spune cercetătorul Esteban Castro.
Ce impact are acest lucru asupra noastră în fiecare zi? Așa cum se întâmplă adesea cu fizica teoretică, mai ales cu nici una.
În timp ce mecanica cuantică se aplică tehnic lucrurilor „mari”, nu vă faceți griji dacă cronometrul dvs. bifează o fracțiune de secundă; o gaură neagră nu se va deschide pe încheietura mâinii. Toate concluziile de mai sus vor fi relevante doar pentru ceasurile din experimente extrem de precise, mult mai avansate decât cele în curs de dezvoltare.
Dar cu cât înțelegem mai bine cum funcționează ceasurile și timpul, cel puțin teoretic, cu atât înțelegem mai bine universul din jurul nostru. Într-o zi, probabil, vom înțelege natura timpului în sine. Lucrarea oamenilor de știință a fost publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL
