Laikas yra keistas dalykas. Mes įpratę skaičiuoti laikrodžius, tačiau Visata neturi kažkokio pagrindinio laikrodžio ir ciferblato, o tai reiškia, kad laiką galime patirti įvairiai, priklausomai nuo to, kaip mes judame ar kaip gravitacija mus veikia. Fizikai bandė sujungti dvi didžiąsias fizikos teorijas ir padaryti išvadą, kad laikas ne tik nėra visuotinai nuoseklus, bet ir visi laikrodžiai, kuriuos naudojame jam matuoti, sulieja laiko tėkmę juos supančioje erdvėje.
Pirma, tai nereiškia, kad jūsų sieninis laikrodis padės jums greičiau pasenti. Mes kalbame apie laikrodžius atliekant didelio tikslumo eksperimentus, tokius kaip atominiai laikrodžiai. Grupė fizikų iš Vienos universiteto ir Austrijos mokslų akademijos, remdamiesi kvantine mechanika ir bendruoju reliatyvumu, padarė išvadas teigdami, kad laikrodžio tikslumo padidinimas toje pačioje erdvėje padidina ir laiko iškraipymą.
Sustokime sekundei ir pabandykime paprastais žodžiais išreikšti tai, ką šiuo metu žino fizikai.
Kvantinė mechanika ypač tiksliai apibūdina visatą mažiausiomis skalėmis, kur viskas patenka į subatominių dalelių ir jėgų, veikiančių per trumpiausius atstumus, sritį. Nepaisant viso tikslumo ir naudingumo, kvantinė mechanika leidžia daryti prognozes, kurios prieštarauja mūsų kasdieninei patirčiai.
Viena iš tokių prognozių yra Heisenbergo neapibrėžtumo principas, teigiantis, kad žinant vieną parametrą labai tiksliai, antrojo parametro matavimas tampa ne toks tikslus. Pavyzdžiui, kuo labiau patikslinate objekto padėtį laike ir erdvėje, tuo mažiau galite būti tikri dėl jo impulso.
Ir tai nėra kažkas protingesnis ar kažkas turi geresnę įrangą - Visata iš esmės taip veikia, tai yra esminis dalykas. Dėl pozicijos ir impulso „neapibrėžtumo“pusiausvyros elektronai neatsitrenkia į protonus.
Kitas būdas pažvelgti į tai yra tai, kad norėdami kuo tiksliau nustatyti objekto padėtį, turime atsižvelgti į neįsivaizduojamą energijos kiekį. Taikant mūsų hipotetiniam laikrodžiui, sekundės dalijimas į mūsų laikrodžio dalis reiškia, kad mes vis mažiau žinome apie laikrodžio energiją. Čia atsiranda bendrasis reliatyvumas - dar viena patikrinta fizikos teorija, tik ji labiau naudoja laiką paaiškindama, kaip masyvūs objektai veikia vienas kitą per atstumą.
Einšteino darbo dėka mes suprantame, kad egzistuoja masės ir energijos atitikmuo, išreikštas formule E = mc2. Energija lygi masės ir šviesos greičio kvadrato dalims. Mes taip pat žinome, kad laikas ir erdvė yra susiję, ir šis erdvė-laikas nėra tik tuščia dėžutė - masė, taigi ir energija, gali sulenkti erdvės laiką.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Štai kodėl matome tokius įdomius efektus kaip gravitacinis objektyvavimas, kai masyvūs objektai, pavyzdžiui, žvaigždės ir juodosios skylės, savo mase iškreipia šviesos kelią. Tai taip pat reiškia, kad masė gali sukelti gravitacinio laiko išsiplėtimą, kai laikas teka arčiau, arčiau gravitacijos šaltinio.
Deja, nors šios teorijos yra gerai pagrįstos eksperimentais, jos vargu ar gerai sutaria. Todėl fizikai bando sukurti naują teoriją, kuri atitiktų abi šias teorijas ir būtų teisinga. Tai darydami mes toliau tyrinėjame, kaip šios teorijos apibūdina tuos pačius reiškinius kaip laikas. Kaip iš tikrųjų šiame straipsnyje.
Fizikai iškėlė hipotezę, kad norint tiksliai matuoti laiką, reikia didesnių energijos sąnaudų, o tai automatiškai sumažina matavimų tikslumą bet kurio laiko stebėjimo prietaiso artimiausioje vietoje.
„Mūsų išvados rodo, kad turime permąstyti savo idėjas apie laiko pobūdį, kai atsižvelgiama ir į bendrą reliatyvumą, ir į kvantinę mechaniką“, - sako tyrinėtojas Estebanas Castro.
Kokią įtaką tai daro mums kasdien? Kaip dažnai būna teorinės fizikos atveju, ypač nė vienos.
Nors kvantinė mechanika techniškai taikoma „dideliems“dalykams, nesijaudinkite, jei jūsų chronometras tiksina sekundės dalimi; ant riešo neatsivers juoda skylė. Visos minėtos išvados bus svarbios tik laikrodžiams atliekant labai tikslius eksperimentus, daug pažangesnius nei šiuo metu kuriami.
Bet kuo geriau suprantame, kaip veikia laikrodžiai ir laikas, bent jau teoriškai, tuo geriau suprantame mus supančią visatą. Vieną dieną galbūt suprasime paties laiko prigimtį. Mokslininkų darbai buvo paskelbti leidinyje „Proceedings of the National Academy of Sciences“(PNAS).
ILYA KHEL