Što ako je vremenski dio u jednadžbi kontinuuma prostor-vrijeme doslovno uklonjen? Možda jedna od najnovijih studija ukazuje na to da vrijeme polako i postupno nestaje iz našeg svemira i jednoga će dana potpuno ispariti. Radikalna nova teorija mogla bi objasniti kozmološku zagonetku koja godinama zavarava znanstvenike.
Znanstvenici su prije izmjerili svjetlost udaljenih eksplodirajućih zvijezda kako bi pokazali da se svemir širi, a brzina tog širenja neprestano raste. Znanstvenici su pretpostavili da se ove supernove razdvajaju brže od starenja svemira. Fizičari su također zaključili da neka antigravitacijska sila mora razdvojiti galaksije, te su tu nepoznatu silu počeli nazivati "tamnom energijom".
Ideju da samo vrijeme može nestati u milijardama godina - i sve će prestati - predložili su još 2009. profesori Jose Senovilla, Marc Mars i Raul Vera sa Sveučilišta Baskije u Bilbau i Sveučilišta Salamanca u Španjolskoj. Posljedica samog kardinalnog kretanja vremena prema kraju je alternativno objašnjenje za "tamnu energiju" - tajanstvenu antigravitacijsku silu koja je predložena za objašnjenje nekih kozmičkih pojava.
Međutim, do danas nitko ne zna što je tamna energija i odakle dolazi. Profesor Senovilla i njegovi kolege smislili su nevjerojatnu alternativu. Znanstvenici su predložili da se potpuno isključi takav koncept kao tamna energija i da se preispitaju naša stajališta. Prema Senovilli, zavaravamo se razmišljajući kako se svemir širi kada se zapravo ovaj put usporava. Na svakodnevnoj razini, ovo usporavanje bit će neprimjetno. Ali ako pratite napredak Svemira u milijardama godina, tada će na kozmičkom planu sve postati očito. Ta će promjena s ljudskog stajališta biti beskonačno spora, ali s kozmološkog stajališta, čija se moć proučavanja svjetlosti drevnih sunca koja su zasjala prije nekoliko milijardi godina, lako se može mjeriti.
Prijedlog skupine znanstvenika, objavljen u časopisu Physical Review D, isključuje tamnu energiju kao fikciju. Umjesto toga, Senovilla pojavu ubrzanja objašnjava postupnim usporavanjem samog vremena.
Ako se vrijeme postupno usporava, "i naivno nastavljamo koristiti naše jednadžbe za određivanje promjena brzine širenja u odnosu na normalan tijek vremena, onda jednostavan model prikazan u našem radu pokazuje učinkovito ubrzanje ovog širenja."
Trenutno astronomi mogu odrediti brzinu širenja svemira takozvanom metodom „crvenog pomaka“. Ta se tehnika temelji na razumijevanju da su zvijezde koje se odmiču od nas crvene nego one koje se kreću u našem smjeru. Znanstvenici traže supernove određene vrste, koje su postale mjerilo u tom pogledu. Međutim, točnost ovih mjerenja pretpostavlja vremensku invarijantnost u svemiru. Ako se vrijeme usporava, prema novoj teoriji, naša usamljena vremenska dimenzija polako se transformira u novu prostornu dimenziju. Tako se čini da se daleke, drevne zvijezde koje su kozmolozi promatrali iz naše perspektive ubrzavaju.
Unatoč svom radikalizmu i neviđenosti, ove ideje ne ostaju bez podrške. Gary Gibbons, kozmolog sa Sveučilišta u Cambridgeu, kaže kako koncept ima svoje prednosti. "Vjerujemo da se vrijeme pojavilo u procesu Velikog praska, a ako se vrijeme može pojaviti, onda može nestati - to je upravo suprotan učinak."
Postoji li vrijeme?
Znanstvenici iz istraživačkog centra Bista u Ptuju u 2011. godini sugerirali su da su Newtonova ideja vremena kao apsolutne količine koja teče sama od sebe, kao i pretpostavka da je vrijeme četvrta dimenzija prostor-vremena, bila netočna. Predložili su zamijeniti ove pojmove o vremenu prikladnijima našem fizičkom svijetu: vrijeme kao kvantitativni redoslijed promjena.
U dva članka objavljena u časopisu Physics Essays, Amrit Sorli, David Fiscalletti i Duchamp Klinard pokušali su objasniti da je ono što vremenom mislimo zapravo apsolutna fizička veličina koja igra ulogu neovisne varijable (vrijeme, t, često je X-os u koordinatnom sustavu koji pokazuje evoluciju fizičkog sustava). Ali, kako znanstvenici napominju, nikada ne mjerimo t. Izmjerimo frekvenciju i brzinu objekta. Vrijeme je čisto matematička količina i ne postoji fizički.
Ovo gledište ne znači da vrijeme ne postoji, ali to vrijeme ima više veze s prostorom nego s idejom apsolutnog vremena. Stoga se, iako se često pretpostavlja da se četverodimenzionalni prostor sastoji od tri dimenzije prostora i jedne dimenzije vremena, stav znanstvenika sugerira da bi bilo ispravnije prikazati prostor kao četiri dimenzije prostora. Drugim riječima, svemir je "bezvremenski".
"Minkowski prostor nije tri dimenzije plus vrijeme, već četiri dimenzije", napisali su znanstvenici. Pogled da je vrijeme predstavljeno fizičkim entitetom u kojem dolazi do materijalne promjene zamjenjuje se prikladnijim pogledom u kojem je vrijeme jednostavno brojčani redoslijed promjena materijala. Ovaj pogled bolje reagira na fizički svijet i bolje objašnjava trenutne fizičke pojave: gravitaciju, elektrostatsku interakciju, prijenos informacija tijekom EPR eksperimenta i druge."
Znanstvenici daju primjer ovog koncepta vremena prikazujući foton koji se kreće između dviju točaka u prostoru. Prostor između njih sastoji se u potpunosti od Planckove duljine, to jest od najmanjih udaljenosti koje foton može prevladati odjednom. Kad foton prijeđe Plancku duljinu, opisuje se kao putovanje isključivo u prostoru, a ne u apsolutnom vremenu. Foton se može smatrati pomicanjem iz točke 1 u točku 2, a njegov položaj u točki 1 je položaj "prije" u točki 2, doslovno, jer broj 1 dolazi prije broja 2 u nizu brojeva. Numerički red nije ekvivalentan vremenskom redoslijedu, to jest, brojka 1 u vremenu ne postoji prije znamenke 2, samo numerički.
Bez korištenja vremena kao četvrte dimenzije prostora-vremena, fizički svijet mogao bi se preciznije opisati. Kao što je primijetio fizičar Enrico Prati u nedavnoj studiji, Hamiltonova dinamika (jednadžbe u klasičnoj mehanici) vrlo je jasno definirana bez koncepta apsolutnog vremena.
Drugi su znanstvenici primijetili da matematički model prostora-vremena ne odgovara fizičkoj stvarnosti te su predložili korištenje bezvremenskog "stanja prostora", koje bi pružilo precizniji okvir. Također, znanstvenici su primijetili lažiranje dvaju pojmova vremena. Na primjer, pojam vremena kao četvrte dimenzije prostora - kao osnovnog fizičkog spremnika u kojem se odvija eksperiment - može biti falsificiran eksperimentom u kojem vrijeme ne postoji.
Ahil i kornjača
Pored pružanja preciznijeg opisa prirode fizičke stvarnosti, pojam vremena kao kvantitativni redoslijed promjena može razriješiti Zenov Ahil i paradoks kornjače. U ovom paradoksu, Ahil pokušava uhvatiti kornjaču u trci. No, iako Ahilej može trčati 10 puta brže od kornjače, on nikad neće nadvladati kornjaču, jer kad god Ahilej pretrči određenu udaljenost, kornjača pređe jednu desetinu te udaljenosti. Prema tome, kad god Ahilej dođe do točke gdje je bila kornjača, ona će ipak biti malo ispred. Iako je zaključak da Ahil nikad ne može nadvladati kornjaču očito lažan, za ovaj paradoks postoji mnogo drugih objašnjenja.
Paradoks se može riješiti redefiniranjem brzine, tako da će brzina oba trkača biti određena numeričkim redoslijedom njihovih pokreta, a ne njihovim kretanjem i smjerom u vremenu. S ovog gledišta, Ahil i kornjača kretat će se samo kroz svemir, a Ahil će definitivno prestići svog protivnika u svemiru, iako ne u apsolutnom vremenu.
Neke novije studije dovode u pitanje teoriju da mozak predstavlja vrijeme kao unutarnji "sat" koji emitira neuronske tikove i sugeriraju da mozak predstavlja vrijeme kao prostornu raspodjelu registrirajući aktivaciju različitih živčanih čvorova. Iako mi doživljavamo događaje koji se događaju u prošlosti, sadašnjosti ili budućnosti, ti pojmovi mogu jednostavno biti dio psihološkog okvira unutar kojeg doživljavamo materijalne promjene u prostoru.
U svakom slučaju, ako se ova teorija može matematički posmatrati (u obliku rješenja problema strelice vremena), ostaje još jedno neodgovoreno pitanje: što je vrijeme?
Ilya Khel