"Čas je to, co brání tomu, aby se všechno stalo současně." Prohlášení fyzika Johna Wheelera správně shrnuje, co čas dělá na rozdíl od něčeho jiného. To vyniká zejména na pozadí skutečnosti, že náš hon na nejzákladnější složky reality nám nepřinesl nic, co by mohlo být spojeno s časem. Einstein uspěl více než ostatní: kombinoval čas s prostorem. Ale ještě před ním bylo jasné, že fyzikální zákony fungují stejně, bez ohledu na to, zda se pohybujete vpřed v čase nebo vzad. A to prostě neodpovídá našim zkušenostem. Co je čas? Zde je pět z našich nejlepších teorií.
Čas … prostě je
Kvůli obecné teorii relativity kvantová mechanika rychle dorazila a zavedla koncept času, na který jsme zvyklí. Zvuk kvantového světa odpovídá autoritativnímu tikání hodin, které jsou mimo jakýkoli popsaný částicový systém. Kvantová mechanická reprezentace času však není přesvědčivá. Vezměte si Wheeler-DeWittovu rovnici, která popisuje kvantový stav celého vesmíru. Pokud je tento systém vše, co víme, kde by byly tikající kvantové hodiny?
Čas … jen iluze
Fyzik Julian Barbour si myslí, že budeme možná muset zabít čas úplně. Podle jeho názoru musí být prostor a čas spojené s Einsteinovou obecnou teorií relativity odděleny. Jediným způsobem, jak definovat prostor, je podle jeho názoru považovat jej za geometrický vztah mezi pozorovanými částicemi bez ohledu na čas. Každou konfiguraci nazývá „snímek“, který existuje v „prostoru možností“. V Barbourově koncepci existují pouze tyto obrazy. Čas není skutečný, ale pouze důsledkem našeho vnímání - iluze, která se objevuje v důsledku skutečnosti, že vesmír se neustále mění z jednoho obrázku na druhý.
Propagační video:
Čas … je šíp entropie
Pouze zde se Barbourova schéma nedotýká jemnějšího problému. Všechny naše fyzikální zákony jsou symetrické v čase, což znamená, matematicky řečeno, vše může proudit stejně dopředu a dozadu v čase. Až na jednu výjimku. Druhý zákon termodynamiky říká, že entropie nebo množství poruchy se v průběhu času v jednotlivých sbírkách částic a energie neustále zvyšuje. Druhý zákon vysvětluje, proč se například nádoba na vodu nemůže sama zahřát. Jedinečná asymetrie tohoto zákona vedla mnoho fyziků k názoru, že extrémně jednostranný tok času je spojen s entropií. Existuje také kvantová verze této „entropické šipky času“, kterou vyvinul fyzik Sandu Popescu z University of Bristol ve Velké Británii. Popescu a jeho kolegové to ukázaliže můžeme vidět rostoucí entropii v důsledku růstu kvantového zapletení.
Čas … konec konců
Možná, že šipka entropie času není celý příběh, říká Lee Smolin z Perimeter Institute ve Waterloo v Kanadě. Poznamenává, že pokud entropie neustále roste, měl by být vesmír v době velkého třesku ve stavu nízké entropie (vysoký řád). Neexistuje však žádné vysvětlení, proč musí být všechno takto. To nás přivádí zpět k otázce, proč jsou naše fyzické zákony v čase symetrické. Možná máme jen špatné zákony, říká Smolin. Spolu s kolegy se snaží najít alternativní základní zákony, ve kterých je směr času zakotven. Jediným problémem je, že jeho podivný přístup vede k tomu, že se zákony časem mění.
Čas … si zaslouží rovnost
John Vaccaro z Griffith University v Austrálii experimentuje tak, aby čas a prostor byly na stejné úrovni. Kvantová mechanika umožňuje částici existovat na jednom místě, ale ne na jiném. Možná, říká Vaccaro, umožňuje, aby částice existovala najednou, ale ne jiná, bez potřeby interakcí, které ji vytvoří nebo zničí.
Pokus o korekci rovnic s tímto vědomím nevedl k ničemu, protože porušuje základní kámen fyziky - zákon zachování hmoty. Ale Vaccaro ukazuje, že pod troskami těchto rovnic lze kvantovou mechaniku obnovit v opravené formě. K podpoře této myšlenky potřebujeme pouze experimentální důkazy. V roce 2012 experiment BaBar v Národním akcelerátorovém centru SLAC v Kalifornii ukázal, že rozpad částic B-mesonu probíhá v různých dobách odlišně. Možná na Vaccarovy nápady existuje více.
ILYA KHEL