Jonas Grigas. Kodėl taip sunku suprasti laiką?

Knygoje „Kiek trunka sekundė“ (2011) ir vėl feisbuke (2024-02-29) rašiau, kodėl laikas niekur nebėga ir kitas laiko problemas, tačiau laikas yra neišsemiamas ir sunkiai suprantamas. Mes jį patiriame, tačiau jį apibrėžti yra iššūkis. Laiko kilmės ieškojimas verčia susidurti su pačios Visatos kilme.

Kas yra laikas ir kaip jis atsirado? Ar laikas egzistavo nuo Didžiojo sprogimo momento, ar jis atsirado Visatai vystantis? Naujausios teorijos pateikia fantastiškų atsakymų į šiuos klausimus. Bet kas nenori varginti smegenų, toliau neskaitykite.

Fizikai, filosofai ir smegenų tyrinėtojai sutinka, kad viskas, ką žinome apie laiką, kyla iš mūsų patirties. Mūsų smegenys generuoja praeities jausmą per savo prisiminimus ir ateities jausmą iš prognozių apie tai, kas nutiks artimiausiomis sekundėmis, minutėmis ar valandomis. Laiko tėkmė yra iliuzija, pagrįsta daugybe prisiminimų, dabarties patirtimi ir įvykių, kuriuos numatėme artimiausiomis sekundėmis, seka. Šimtmetį sukauptos žinios iš insulto aukų ir neurofiziologinių patologijų atskleidė smegenų dalis, kurios veikia kartu ir suteikia mums laiko pojūtį.

Kodėl mes prisimename praeitį, o ne ateitį? Šios asimetrijos priežastis yra susijusi su entropija – didėjančia netvarka pasaulyje. Turime prisiminimų ir istorinių įrašų tik todėl, kad entropija praeityje buvo mažesnė nei dabarties.

Laiko rodyklė į ateitį rodo didėjančią entropiją pasaulyje, kuri atitinka laiko, kaip vienkryptės gatvės pojūtį, nuo praeities tvarkos iki būsimos netvarkos. Tačiau kvantinėje fizikoje nėra pagrindo laiko rodyklei – banginės funkcijos (tikimybės) kinta kitaip.

Entropija Visatoje didėja jos plėtimosi kryptimi, o tai mes patiriame kaip laiko rodyklę. Erdvėlaikis yra keturių matmenų (4D) – trijų erdvės (3D) ir vieno laiko – kontinuumas. Jo elementai yra įvykiai ir pasaulio linijos. Įvykiai – tai erdvėlaikio taškai, kuriuose vyksta fizinė sąveika ar reiškiniai. Pasaulio linijos – tai keliai, kuriais objektai juda erdvėlaikiu.

Praeitis egzistuoja kaip informacijos rinkinys, panašus į hologramą. Norint keliauti į praeitį ir susidurti su savo proproseneliu prilygtų bandymui patekti į hologramą arba įsiterpti į šeimos nuotrauką.

Tai, ką vadiname 3D erdve, yra iliuzija, užpildyta vaiduokliškais taškais, kurie nėra susiję su realiu pasauliu. Todėl Einšteinas teigė: „Laikas ir erdvė yra mūsų mąstymo būdai, o ne sąlygos, kuriomis gyvename“.

Laiko prigimtį bando paaiškinti naujausios fizikos teorijos. Reliatyvumo teorijoje erdvėlaikis yra „blokas“, kuriame egzistuoja visų objektų pasaulinės linijos. Praeities, dabarties ir ateities įvykiai egzistuoja kartu šioje blokinėje visatoje, ir kiekvienas įvykis yra vienodai tikras. Mūsų nesugebėjimas suvokti ateities įvykių yra iliuzija. Knygoje „Matematikos ir gamtos mokslų filosofija“ fizikas Hermannas Weylas rašo: „Objektyvus pasaulis tiesiog yra. Tik mano sąmonės žvilgsniui, šliaužiančiam mano pasauline linija, dalis pasaulio atgyja kaip trumpalaikis erdvės vaizdas, kuris nuolat kinta laike.“

O prezentizmo idėja tokia, kad praeitis ir ateitis neegzistuoja ir tik dabartis yra fiziška. Presentizmas teigia, kad praeitis baigėsi, dabartis yra betarpiška, o ateitis yra atvira ir suteikia mums laisvą valią (kurios tikriausiai nėra) pasirinkti savo konkrečią ateitį.

Fizikai Georgas Ellisas iš Keiptauno universiteto ir Tony Rothmanas iš Prinstono universiteto 2009 m. rašė, kad praeitis saugoma prisiminimuose ir įrašuose, o ateitis yra tikimybių debesis, kurį lemia kvantinės fizikos dėsniai. Dabartis yra riba tarp praeities tikrumo ir ateities neapibrėžtumo.

Šios diskusijos nepaaiškina esminės paslapties – kodėl erdvėlaikis yra trijų erdvės matmenų ir vieno laiko.

Standartinis modelis yra naujausia fizikos teorija, kaip trys gamtos jėgos – elektromagnetinė, stiprioji ir silpnoji – sukuria atomus ir sudėtingas struktūras. O Stygų teorijoje standartinio modelio dalelės ir laukai apibūdinami kaip energijos kilpos, kurios juda ir vibruoja 11 matmenų erdvėlaikyje. Bet Stygų teorija nepaaiškina erdvėlaikio ir laiko prigimties.

Kilpų kvantinės gravitacijos teorijoje erdvę sudaro 10 minus 99 laipsnyje kubinių centimetrų tūrio mazgai. Šių mazgų 4 matmenų tinklai vadinami putomis. Laikas atsiranda dėl pokyčių šiuose tinkluose.

Šis laiko aiškinimas susijęs su priežastingumu, kuris leidžia sujungti įvykius loginėje laiko juostoje. Linijos, kurias nubrėžiame savo šeimos medyje tarp senelių, tėvų ir savęs, yra priežasties ir pasekmės nuorodos, o ne fizinės linijos erdvėje. Tačiau jos sudaro laiko juostą. Panašiai priežastinis ryšys leidžia putų pokyčius interpretuoti kaip erdvę, besiskleidžiančią laike.

O Džeimsas Hartlas iš Kalifornijos universiteto, britas Stivenas Hokingas ir Aleksandras Vilenkinas iš Tuftso universiteto rašė, kad per Didįjį sprogimą vienas iš keturių Visatos matmenų kvantiniu tuneliu virto laiku. Tai sukėlė amžiną Visatos plėtimąsi. Pradinė Visata buvo sudaryta iš daugelio matmenų erdvės, bet kai tik vienas matmuo atsirado kaip būsenų iš praeities į ateitį kryptis, įvyko Didysis sprogimas. Tai paskatino Visatos vystimąsi didėjančios entropijos kryptimi ir paleido laiko rodyklę. Be jų nebūtų fizinio 4D erdvėlaikio, o tik atsitiktinis 4D erdvės pavidalo putų rinkinys.

Taigi, laiką sunku suprasti, mūsų laiko patirtis yra subjektyvi ir apsiriboja dabarties jausmu, tačiau kosminiu mastu laikas yra susijusių santykių tarp objektų ypatybė. Laiko rodyklė yra didėjančios Visatos entropijos po Didžiojo sprogimo pasekmė. Ji neleidžia mums matyti ateities. Bet leidžia prisiminti praeities įvykius ir sujungti juos į nuoseklią savo ir Visatos istoriją.