Która jest godzina? Pięć najlepszych teorii na temat czwartego wymiaru

"Czas — to jest coś, co przeszkadza w tym, aby wszystko działo się jednocześnie". Oświadczenie fizyka Johna Wheelera słusznie podsumowuje to, co sprawia, że czas, w przeciwieństwie do czegokolwiek innego. Jest to szczególnie wyróżnia się na tle tego, że nasz polowanie na najbardziej podstawowe składniki rzeczywistości nie przyniosła nam nic, co można by skojarzyć z czasem. Einstein udało się bardziej niż inne: zjednoczył czas z przestrzenią. Ale jeszcze do niego było jasne, że prawa fizyki działają tak samo, niezależnie od tego, czy jesteś w ruchu w czasie do przodu lub do tyłu. I to po prostu nie odpowiada naszemu doświadczeniu. Co to jest czas? Oto pięć naszych najlepszych teorii w tej chwili.

Czas... po prostu jest

W Ślad za ogólną teorią względności szybko dotarła mechanika kwantowa i zatwierdziła znane nam pojęcie czasu. Buczenie kwantowego świata odpowiada авторитарному тиканью godzin, które znajdują się poza granicami każdej opisywanej układu cząstek. Jednak kwantowo-mechaniczne obraz czasu nie jest przekonujące. Wziąć równanie Wheelera — De Witt, opisujący stan kwantowy Wszechświata. Jeśli ten system będzie zawsze, że wiemy, gdzie wtedy będą tyka kwantowe zegarek?

Czas... tylko złudzenie

Fizyk Julian Barbour uważa, że być może . Jego zdaniem, czas i przestrzeń, wspólne ogólnej teorii względności Einsteina, trzeba rozłącz. Jedynym sposobem, aby określić miejsce, jego zdaniem, jest to rozważyć go jako zbiór stosunek między obserwowanych cząstek, nie zwracając uwagi na czas. Każdą konfigurację nazywa "zdjęciem", istniejącym w przestrzeni kosmicznej." W koncepcji Барбура istnieją tylko te zdjęcia. Czas nie jest prawdziwe, a jedynie konsekwencją naszego postrzegania — iluzja, która pojawia się z powodu tego, że Wszechświat stale się zmienia od jednego zdjęcia do drugiego.

Czas... to strzała entropii

Tylko oto schemat Барбура nie wpływa na bardziej płaski pytanie. Wszystkie nasze prawa fizyki są symetryczne w czasie, co oznacza, matematycznie rzecz biorąc, wszystko może przebiegać tak samo do przodu i do tyłu w czasie. Za jednym wyjątkiem. Druga zasada termodynamiki mówi, że entropia, lub ilość bałaganu, zawsze wzrasta wraz z upływem czasu w poszczególnych spotkaniach cząstek i energii. Drugie prawo wyjaśnia, dlaczego garnek wody nie może samodzielnie się rozgrzać, na przykład. Gumtree asymetria tego prawa zmusiła wielu fizyków do myślenia, że wyłącznie jednostronne okres czasu wiąże się z entropii. Istnieje również kwantowa wersja tej "энтропийной strzałki czasu", opracowany przez fizykiem Санду Popescu z Bristol university w wielkiej Brytanii. Popescu i jego koledzy pokazywaliśmy że możemy uznać rosnącą entropię .

Czas... absolutnie realne, w końcu

Być Może, strzała entropii czasu — to nie jest cała historia, uważa Lee Smolin z Instytutu Obwodu w Waterloo, Kanada. Zauważa on, że jeśli entropia rośnie, to Wszechświat w momencie Wielkiego Wybuchu musiała być w stanie niskiej entropii (wysokiej rozporządzenia). Ale nie ma wyjaśnienia, dlaczego musi tak być. To prowadzi nas do pytania o to, dlaczego nasze prawa fizyki są symetryczne w czasie. Może mamy po prostu błędy o nieprawidłowym prawa, mówi Smolin. Wraz z kolegami stara się znaleźć alternatywne podstawowe przepisy, w których jest zbudowany ukierunkowanie czasu. Jedyny problem w tym, że jego dziwne podejście prowadzi do tego, że przepisy zmieniają się z upływem czasu.

Czas... zasługuje na równości

John Ваккаро z Griffith University w Australii eksperymentuje z tym, aby umieścić w czasie i przestrzeni na równych prawach. Mechanika kwantowa pozwala cząsteczka istnieć w jednym miejscu, ale nie w innym. Być może, mówi Ваккаро, pozwala cząsteczka istnieć w jednym czasie, ale nie w innym, nie brakuje w interakcjach, które budują lub niszczą ją.

Próba poprawić równania z uwzględnieniem tego do niczego nie prowadzą, ponieważ narusza fundament fizyki — prawo zachowania masy. Ale Ваккаро pokazuje, że z wraku tych równań można naprawić mechanikę kwantową w poprawionym postaci. Po prostu potrzebne są eksperymentalne dowody potwierdzające tę ideę. W 2012 roku eksperyment BaBar w Krajowym ускорительном centrum SLAC w Kalifornii wykazały, że rozpad cząstek B-mezonów przebiega różnie w różnym czasie. Być może w pomysłach Ваккаро istnieje coś więcej.