Įsivaizduokite, kad laikas bėga atgal. Žmonės augs jaunesni, ne vyresni, o po ilgo gyvenimo laipsniško atjaunėjimo - pamiršę viską, ką žino - miršta kaip kūdikiai. Panašią laiko eigą stebėjome Pranciškaus Fitzgeraldo romano „Paslaptinga Benjamino Buttono istorija“heroje. Tačiau stebėtina, kad laiko kryptis taip pat yra problema, su kuria susiduria kosmologai.
Taigi kodėl laikas visada juda į priekį? Ar visada bus taip?
- „Salik.biz“
Ar laikas turi pradžią?
Bet kuri universali laiko samprata galiausiai turi būti pagrįsta paties kosmoso evoliucija. Pažvelgę į visatą, matote įvykius, kurie įvyko praeityje - reikia laiko, kad žvaigždžių šviesa mus pasiektų. Tiesą sakant, net paprasčiausias pastebėjimas gali mums padėti suprasti kosmologinį laiką: pavyzdžiui, tai, kad naktinis dangus yra tamsus. Jei Visata turėjo begalinę praeitį ir būtų begalinio masto, naktinis dangus būtų absoliučiai šviesus - užpildytas begalinio skaičiaus žvaigždžių erdvėje, kuri visada egzistavo, šviesa.
Ilgą laiką mokslininkai, įskaitant Albertą Einšteiną, manė, kad Visata yra statiška ir begalinė. Po to stebėjimai parodė, kad ji iš tikrųjų plečiasi ir įsibėgėja. Tai reiškia, kad jis turi būti kompaktiškesnės būklės, kurią mes vadiname dideliu sprogimu, reiškia, kad laikas turi pradžią. Tiesą sakant, jei ieškome pakankamai senos šviesos, galbūt net pamatysime didžiojo sprogimo relikto spinduliuotę - kosminį mikrobangų foną. Šis suvokimas buvo pirmasis žingsnis nustatant visatos amžių.
Tačiau yra trūkumų, Einšteino specialioji reliatyvumo teorija rodo, kad laikas yra santykinis: kuo greičiau judėsite savo draugo atžvilgiu, tuo lėtesnis laikas bus jums, palyginti su jo laiko suvokimu. Taigi mūsų besiplečiančių galaktikų, besisukančių žvaigždžių ir besisukančių planetų visatoje keičiasi laiko patirtis: visa praeitis, dabartis ir ateitis yra santykinė.
Ar yra visuotinis laikas?
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pasirodo, kadangi Visata visur yra vidutiniškai vienoda ir vidutiniškai atrodo vienoda visomis kryptimis, yra „kosminis laikas“. Norėdami tai išmatuoti, turime tik išmatuoti kosminio mikrobangų fono savybes. Kosmologai tai panaudojo visatos amžiui nustatyti; jo kosminis amžius. Pasirodo, visatos amžius yra 13,799 milijardo metų.
Laiko rodyklė
Taigi mes žinome, kad laikas greičiausiai prasidėjo per Didįjį sprogimą. Tačiau lieka vienas klausimas: kas yra laikas?
Norėdami rasti atsakymą, turime pažvelgti į pagrindines erdvės ir laiko savybes. Erdvės dimensijoje galite judėti pirmyn ir atgal; keleiviai tai patiria kiekvieną dieną. Tačiau laikas yra skirtingas, jis turi kryptį, jūs visada judate į priekį, o ne atvirkščiai. Taigi kodėl laiko matavimas yra negrįžtamas? Tai yra viena iš pagrindinių neišspręstų fizikos problemų.
Norėdami paaiškinti, kodėl laikas pats laikas yra negrįžtamas, turime surasti procesus gamtoje, kurie taip pat yra negrįžtami. Viena iš nedaugelio tokių fizikos (ir gyvenimo!) Sąvokų yra ta, kad laikui bėgant viskas pasidaro mažiau „tvarkinga“. Mes apibūdiname tai naudodami fizinę savybę, vadinamą entropija, reiškiančią ką nors užsakytą.
Įsivaizduokite dujų dėžę, kurioje visos dalelės iš pradžių buvo dedamos į vieną kampą (užsakyta būsena). Laikui bėgant, jie paprastai bus linkę užpildyti visą dėžę (netvarkinga būsena), ir prireiks energijos, kad dalelės būtų grąžintos į tvarkingą būseną. Tai negrįžtama. Tai tarsi kiaušinio sulaužymas, norint pasidaryti omletą - kai jis suyra ir užpildo keptuvę, jis niekada negrįžta į kiaušinio formą. Lygiai taip pat yra su visata: evoliucionuojant didėja visa entropija.
Pasirodo, entropija yra gana geras būdas paaiškinti laiko strėlę. Ir nors visata gali atrodyti tvarkingesnė, ne mažiau - laiku pereiti iš laukinės jūros palyginti tolygiai paskirstytų karštų dujų ankstyvosiose stadijose į žvaigždes, planetas, žmones ir gaminius, vis tiek įmanoma, kad ji auga be sutrikimų. Taip yra todėl, kad gravitacija, susijusi su didelėmis masėmis, gali nukreipti materiją į, atrodytų, tvarkingas būsenas - vis didėjant sutrikimui, kuris, mūsų manymu, turėjo įvykti, yra kažkaip paslėptas gravitaciniuose laukuose. Taigi sutrikimas gali išaugti, net jei jo nematome.
Tačiau atsižvelgiant į gamtos polinkį į netvarką, kodėl visata prasidėjo tokioje tvarkingoje būsenoje? Tai vis dar laikoma paslaptimi. Kai kurie tyrinėtojai teigia, kad didysis sprogimas net negalėjo būti pradžia, iš tikrųjų gali būti „paralelinių visatų“, kur laikas teka skirtingomis kryptimis.
Ar bėgs laikas?
Laikas turėjo pradžią, bet ar jis turės pabaigą, priklauso nuo tamsiosios energijos pobūdžio, dėl kurios jis plečiasi spartėjančiu greičiu. Šis išsiplėtimo greitis galų gale atitrūktų nuo visatos, priversdamas ją baigtis Didžiuoju plyšiu; kaip alternatyva, tamsi energija gali suirti, pakeisdama Didįjį sprogimą ir baigdama Visatą dideliu suspaudimu; arba Visata gali amžinai išsiplėsti.
Bet ar kuris nors iš šių ateities scenarijų pasibaigs laiku? Na, pagal keistas kvantinės mechanikos taisykles mažos atsitiktinės dalelės gali akimirksniu iškristi iš vakuumo - tai nuolat stebima dalelių fizikos eksperimentuose. Kai kurie teigia, kad tamsi energija gali sukelti tokius „kvantinius svyravimus“, sukurdama naują Didįjį sprogimą, pasibaigusį mūsų laiko juostai ir pradedant naują. Nors tai labai spekuliatyvu ir labai mažai tikėtina, mes žinome, kad tik tada, kai suprasime tamsiąją energiją, sužinosime visatos likimą.
Taigi kokia tikėtina baigtis? Laikas pasakys.