Новини
Вчені висунули гіпотезу про те, що вимірювання часу не існує
Технології
У наші дні концепція часу - не тільки інтуїтивний спосіб виміряти тривалість подій, а й найважливіший елемент у математичному описі фізичних систем. Наприклад, ми визначаємо швидкість об'єкта, як переміщення в просторі за деякий проміжок часу. Але деякі дослідники вважають, що ньютонівська ідея часу як абсолютної величини, яка тече сама по собі, разом з ідеєю про те, що час є четвертим виміром простору-часу, є невірними. Вони пропонують замінити ці поняття часу на інші, більш точно відповідні істинній картині світу: час, що вимірює порядок змін.
У двох недавніх роботах (одна вже опублікована і друга ось-ось підоспіє) в журналі «Physics Essays», Амріт Сорлі, Давид Фіскарлетті, і Душан Клінар з науково-дослідного центру Бістра в місті Птуй (Словенія), більш докладно описали, що все це означає.
Розміри часу не існує
Ці вчені пояснюють свою теорію так:
Зазвичай ми вважаємо час абсолютною фізичною величиною, яка, до того ж, є незалежною змінною (наприклад, t часто відкладають на горизонтальній осі в графіках, які демонструють еволюцію фізичної системи). Але насправді ми ніколи не вимірюємо саму t. Ми вимірюємо властивості об'єкта: частоту, швидкість, і т. п. Інакше кажучи, реально існує зміна властивостей об'єкта і (образно) рух стрілки годинника; а ми зіставляємо перше другому, щоб виміряти властивості об'єкта. t само по собі є математичною величиною і не існує в реальності.
Ця точка зору не означає, що часу взагалі не існує, а передбачає, що у часу набагато більше спільного з простором, а не з ідеєю абсолютного часу. Поки що вважається, що чотиримірний простір-час складається з трьох вимірювань простору і одного виміру часу, але, на думку вчених, більш коректно було б представити простір-час у вигляді чотирьох вимірювань простору. Як вони висловлюються, всесвіт «безчасний» (timeless).
У своїй останній роботі вчені пишуть: «Простір Мінковського - це не 3D + T, а 4D». Точка зору, згідно з якою, час - фізична величина, де відбуваються матеріальні зміни, замінена на більш зручну, де час - просто порядок зміни матерії. Така точка зору краще узгоджується з реальним світом, і дає більше можливостей в описі миттєвих фізичних явищ: гравітації, електростатичної взаємодії, передачі інформації в EPR-експерименті - тобто таких, які відбуваються безпосередньо в просторі.
Як додав Амріт Сорлі, коріння цієї ідеї йде від самого Ейнштейна:
Ейнштейн сказав: "Час не має незалежного існування, крім порядку подій за якими ми його вимірюємо. Час - це саме послідовність подій: такий мій висновок ".
У майбутньому вчені планують дослідити можливість того, що квантовий простір має три виміри простору. Як пояснив Сорлі,
Ідея часу як четвертого виміру простору не принесла великого успіху у фізиці і зараз перебуває в протиріччі з формальною системою спеціальної теорії відносності. Зараз ми розробляємо свою формальну систему тривимірного квантового простору, засновану на роботах Планка. Схоже, що Всесвіт тривимірний від макро- до мікро- рівня, навіть до планківської довжини, яка формально тривимірна. У цьому тривимірному просторі немає «скорочення довжини» або «уповільнення часу». Реально існує те, що швидкість зміни матерії «відносна» в розумінні Ейнштейна.
Чисельний порядок у просторі
Дослідники дають приклад цієї концепції часу, уявляючи, що фотон рухається між двома точками в просторі. Відстань між цими двома точками складається з відстані Планка, кожна з яких є найменшою відстанню, яку може пройти фотон. (основною одиницею цього руху є Планківський час)
Коли фотон переміщується на відстань Планка, він рухається тільки в просторі, а не в абсолютному часі, пояснюють дослідники. Фотон можна уявити рухомим з точки 1 в точку 2, і його позиція в точці 1 є «до» позиції в точці 2, за аналогією з числами, де 1 стоїть перед 2, тобто в чисельному порядку. Який не еквівалентний часовому порядку, бо номер 1 не існує перед номером 2 у часі, таке можливо тільки чисельно.
Як пояснюють дослідники, не використовуючи час як четвертий вимір простору-часу, фізичний світ може бути описаний більш точно. Як фізик Енріко Праті відзначається в недавньому дослідженні, гамільтонова динаміка (рівняння в класичній механіці) абсолютно чітко визначена без концепції абсолютного часу. Інші вчені зазначають, що математична модель простору-часу не відповідає фізичній реальності, і припускають, що безчасний «простір станів» є більш точним визначенням.
Вчені також досліджували фальсифікованість двох понять часу. Концепція часу як четвертого виміру простору, тобто фундаментальної фізичної сутності, в якій відбувається експеримент - може бути сфальсифікована експериментом, в якому час не існує. Приклад - експеримент Кулона, оскільки математично в ньому використовується тільки простір. У концепції часу, де час є чисельним порядком змін, що відбуваються в просторі, простір є фундаментальною системою, в якій відбувається експеримент. Хоча ця концепція може бути сфальсифікована, експериментів, в яких час (виміряний годинами) не є порядком матеріальних змін, просто не відомо.
Сорлі сказав, що
Ньютонівська теорія абсолютного часу не фальсифікується, тому що ви не можете це довести або спростувати, ви просто повинні в це вірити.
і вважав за краще додати:
Теорія часом як четвертого виміру простору фальсифікується і в нашій попередній статті ми це довели. Є підстави вважати, що ця теорія неправильна. На основі експериментальних даних, час це те, що ми вимірюємо годинами: годинами ми вимірюємо порядок матеріальних змін, тобто рух у просторі.
Як збирається мозаїка
Дослідники також коротко пояснили, як ця теорія поєднується з нашим почуттям часу. Багато нейрологічних досліджень підтвердили, що ми маємо почуття минулого, сьогодення і майбутнього. Ці дані призвели до припущення, що мозок представляє час за допомогою «внутрішніх годин» (модель pacemaker-accumulator).
Однак деякі недавні дослідження оскаржили цю традиційну точку зору, і вважають, що мозок представляє час просторово-розподіленим способом: шляхом виявлення та активації різних нервових сполук. Хоча ми сприймаємо події, що відбуваються в минулому, сьогоденні або майбутньому, ці поняття можуть бути просто частиною психологічних рамок, в яких ми відчуваємо зміни в просторі.
Нарешті, дослідники пояснюють, що ця точка зору часу не виглядає обнадійливою для мандрівників у часі.
Сорлі зазначив:
З нашої точки зору, подорож у часі в минуле і майбутнє не представляється можливою. Можна подорожувати тільки в просторі, і часу як порядку цього руху.