O prostoru in času

Mlajši fizik Brian Greene nam ponuja popolnoma novo teorijo o času, ki je pomembna zato, ker smo prepričani, da se ves čas pomikamo s časom naprej in se naša usoda dogaja nekje v prihodnosti. Dejansko pa obstaja še večja verjetnost, da je čas, podobno kot prostor, statičen in se samo mi pomikamo v njem.

Brian Greene uvaja prostor-čas kot četrto dimenzijo, ki dopolnjuje tri dimenzije prostora, ter nov temeljni zakon, da se v prostor-času vse giblje z nespremenjeno hitrostjo, ki je enaka svetlobni.

To pojasnjuje s pomočjo znane Einsteinove relativnostne teorije, ki pravi, da čas za telesa, ki se skozi prostor gibljejo blizu svetlobne hitrosti, teče počasneje. Svetlobna hitrost je najvišja, ki jo telo lahko doseže, vendar je dosegljiva. To potrjujejo fotoni, ki potujejo v prostoru, kar je mogoče samo zato, ker imajo maso nič. Kako pa je z drugimi telesi, lahko ugotavljamo s pomočjo znane Einsteinove enačbe E = mc2. Da bi se neko telo lahko v prostoru gibalo s svetlobno hitrostjo, bi moralo imeti maso nič, saj bi v nasprotnem primeru potrebovalo neskončno energijo, da bi svetlobno hitrost doseglo. Po analogiji bi moralo zato tudi veljati, da bi takrat, ko telo v prostoru miruje, moralo imeti neskončno maso, saj v nasprotnem primeru ne bi potrebovalo neskončne energije, da bi lahko doseglo svetlobno hitrost. Telo bi torej z vsako spremembo hitrosti nujno moralo spreminjati tudi maso, kar pa nam je težko dojemljivo, razen če poleg komponente gibanja telesa skozi prostor uvedemo tudi komponento gibanja skozi prostor-čas. Vektorski seštevek vseh štirih komponent hitrosti (tri v prostoru in ene v prostor-času) predstavlja   svetlobno hitrost. Foton, ki se giblje v prostoru s svetlobno hitrostjo, torej v času miruje. Vsako telo, ki pa miruje v prostoru, se giblje v prostor-času s svetlobno hitrostjo. Če se dve telesi v prostoru gibljeta z različnima hitrostma, se njuni komponenti hitrosti v prostor-času razlikujeta. Mi to opazimo, kot da za vsako od obeh teles čas teče drugače.

Če Greenova teorija drži, se fotoni lahko v prostoru gibljejo s svetlobno hitrostjo, in to pomeni, da v prostor-času stojijo. To dejstvo pa nas navede na to, da začnemo razmišljati o naši zaznavi časa.

Za nas in za vsa telesa okoli nas lahko s precej veliko gotovostjo trdimo, da se v prostoru ves čas  gibljemo z neko hitrostjo. To lahko dokazujemo že z enostavnim opazovanjem drugih predmetov oziroma teles, ki se nam približujejo, ali pa se od nas oddaljujejo. Fotoni se v prostoru tudi premikajo, in to s svetlobno hitrostjo. To zaznavamo kot svetlobne žarke. Če se fotoni v prostoru gibljejo s svetlobno hitrostjo druga telesa pa z drugačnimi hitrostmi, ki so nižje od svetlobne, pomeni to, da so si komponente hitrosti, s katero se gibljemo mi, druga telesa in fotoni, v prostor-času precej različne. Fotoni v prostor-času stojijo, mi pa se z določeno hitrostjo gibljemo mimo njih in če bi bil čas tak, kot si ga predstavljamo – to pomeni, da bi potekal -, fotonov zaradi velike razlike v hitrosti sploh ne bi mogli zaznati, ker bi v hipu švignili mimo nas. Dejansko pa ni tako. Fotone zaznavamo, kar pomeni, da je pojmovanje časa, ki poteka, napačno.

Kako fotoni zaznavajo čas, na vemo. Vemo pa, da na primer dva enaka merilca časa (dve uri), ki potujeta z različnima hitrostma,  v prostoru zaznavata čas različno. Tisti, ki se v prostoru giblje hitreje, zaznava čas počasneje, kar je razumljivo, saj v komponenti prostor-časa potuje počasneje. Ljudje si predstavljamo čas, kot da poteka in ni povraten, pri tem pa zaznavamo istočasno vse predmete, ki se v prostoru gibljejo hitreje ali počasneje, in spregledamo dejstvo, da se zato tudi v prostoru-času gibljejo z različnimi hitrostmi.

Iz tega sledi lahko samo en logičen zaključek, in to je, da naše dojemanje časa nima nobene logične povezave z realnostjo. Pri tem se  pojavijo še nove težave, saj si tudi sam prostor predstavljamo napačno. Prostor sam sploh ne obstaja. Obstaja samo v kombinaciji s časom kot prostor-čas in obenem predstavlja četrto dimenzijo. Prostor sam bi zato za nas moral obstajati kot kombinacija treh dimenzij. Drugo vprašanje, na katerega pa še nimamo nobenega odgovora, je, zakaj imamo občutek, da čas poteka samo v eno smer.

Ker se ljudje veliko bolje znajdemo v prostoru kakor v prostor-času, nam je pojem hitrosti potovanja v prostorsko-časovni dimenziji težko razumljiv, še težje pa izmerljiv, saj sploh nimamo prave enote za čas, ki bi morala biti prostor-čas na enoto časa. Za razumevanje tega bi morali najprej sprejeti predlagano definicijo prostor-časa in hitrosti.

Ker pa si vendar predstavljamo, da čas poteka, je nerazumljivo sobivanje fotonov, ki v času stojijo, in drugih teles, za katere se zdi, da čas zanje tudi poteka. Zato lahko upravičeno sklepamo, da čas sploh ne poteka, ampak je statičen – stoji, podobno kot prostor. Naše dojemanje časa kot toka, ki stalno teče v eno smer, ostaja še nepojasnjeno in je še najbolj podobno iluziji, ki jo imamo o poteku časa. Dejansko pa lahko ob upoštevanju vsega navedenega predvidevamo, da smo v prostor-času in času prisotni v vseh trenutkih našega življenja in se ne pomikamo skozi čas, kot se nam dozdeva. Če je tako, potem je naša usoda tudi naša sedanjost in naša preteklost, ki jo samo v trenutni iluziji ne doživljamo. In če je res tako in to velja tudi za celotno vesolje, potem to pomeni, da smo vsi vse, in to v vsem času. Naša življenja, kot jih dojemamo, življenja drugih bitij, obstoj materije in teles pa je za zdaj samo še nepojasnjena iluzija.

Teorija o osnovnem stanju že v zasnovi predvideva, da sta tako prostor kot čas samo iluziji, ki ju tvori naša zavest. Za praktično uporabo lahko zato tudi predvidevamo, da prostor in čas nista ukrivljena eden v drugega, kot predvideva relativnostna teorija, ampak sta med seboj prepletena, in to v takem smislu, kot ju zaznavamo.

Einstein je to zaznal že leta 1915, v obdobju, ko v fiziki še ni bilo nobenega prostora za duhovnost in filozofijo. Zato je svojo teorijo o ukrivljenosti prostora in časa moral umestiti v mehanske okvire. V skladu s tem je zato pragmatično predvidel, da mora biti svetlobna hitrost glede na opazovalca vedno enaka, tudi če se opazovalec giblje s hitrostjo, ki je blizu svetlobni. Je pa zato predvidel, da se opazovalec krči, manjša, da se zmanjšuje njegova masa in njegov čas teče počasneje.

Sedaj si pa zamislimo, da opazujemo letalo, ki se nam približuje. Ker svetloba od njega do naših oči potuje nekaj časa, ga vidimo pravzaprav v preteklosti. Ker svetloba potuje zelo hitro, ga vidimo v zelo bližnji preteklosti. Drugače je z zvokom, ki potuje počasneje. Zato letalo slišimo v bolj oddaljeni preteklosti, kot ga vidimo. Pri celotnem dogajanju smo torej udeleženi v treh časovnih obdobjih. V naši sedanjosti in v bližnji ter nekoliko bolj oddaljeni preteklosti. Po relativnostni teoriji morata biti velikost in masa letala nekoliko manjši, ker se to giblje hitreje od nas, poleg tega mora tudi čas v letalu teči hitreje od našega.

Kaj je zdaj večja domišljija? To, kar dejansko zaznavamo, ali to, kar znanost trdi, da je sedanji čas.

Fenomen seveda lahko pojasnimo s tezo, da sta prostor in čas medsebojno prepletena, pa še to samo v naši domišljiji oziroma naši iluziji prostora in časa.

Če smo pragmatični, lahko zaradi praktičnosti obravnavanja časa v vsakdanjem življenju to teorijo  mirno osvojimo in čas obravnavamo podobno kot na primer aboridžini v Avstraliji, ki čas ločijo na naš čas in na univerzalni čas. Naš čas poteka za nas v obliki posameznih izredno kratkih obdobij (sekvenc), ki v univerzalnem času niso opredeljena (nimajo datumov). Skratka, pri času je treba opustiti absolutne parametre. Časa v osnovnem stanju ni. Naš čas teče samo za nas v našem zavestnem območju.

Osnovno stanje je tako, da predstavlja popolnoma vse. Zato v njem tudi prostor kot tak ne obstaja. Prostor, kot ga poznamo, obstaja samo v naši predstavi, v naši miselni kombinaciji. Zato tudi pojem potovanj po vesolju izgubi svoj pomen. Predstavljate si lahko, kako se elegantno izogneš vsem problemom pri tem tako, da si, enostavno rečeno, samo zamisliš, da si nekje drugje, recimo na drugi strani vesolja. Morda zato tudi ni za zanemariti verjetnosti, da bo prej kot znanstvenikom NASE, uspelo nekomu z bujno domišljijo odpotovati v kako drugo galaksijo.

 

Teorija vsega  << Nazaj – Naprej >>  Kvantna biologija