Aeg on suur minevik, ebakindel tulevik

Me kõik peame iseenesestmõistetavaks, et aja nool näitab alati tulevikku. Süsteemis, mis on välisest energiaallikast lahti ühendatud – ja see on ilmselt meie universum – muutub kõik korrastatust korratuks.

Termodünaamika seaduste järgi tähendab aja kulgemise põhimõte piki noolt, et kuuma eset ei saa panna külma ruumi ja eeldada, et see muutub külmemaks ja objekt kuumemaks. Erinevad katsed on näidanud, et isegi kvanttasandil sõltub osakeste käitumine oluliselt algtingimustest. Teisisõnu liiguvad nad ajaga selles suunas, millega oleme harjunud.

Viimasel ajal on aga üha enam märke sellest, et meie ajaarusaamaga on midagi valesti. Võib-olla mitte piisavalt, et selle olemasolus üldse kahelda, vaid mõelda, kuidas me peaksime seda mõistma – see on kindel.

Põimitud olekus küte puudub

Rühm Brasiilia föderaalülikooli ABC füüsikuid otsustas hiljuti uurida kloroformi, mis koosneb süsinikuaatomist, mis on seotud ühe vesinikuaatomiga ja kolme klooriaatomiga. Teadlased kasutasid aatomikomponentide omadustega manipuleerimiseks tugevat magnetvälja ja atsetooni. See võimaldas neil "kuulata" osakeste käitumist koos tuumade energia järkjärgulise suurenemisega magnetresonantsi toime tõttu. Ajanoole reegli järgi peavad "kuumenevad" aatomituumad andma kaootiliste liikumiste energiat külmematele aatomitele, kuni terviku energiaseisund muutub ühtlaseks.

Kuidas peaksime aega mõistma?

Tavaolukorras oleks see juhtunud. Teadlased leidsid aga intrigeeriva erandi – juhtumi, kus osakesed korreleerusid omavahel. Osakeste korrelatsioon on oluliselt muutnud energia jaotumist kehade vahel võrreldes sellega, mis tavaliselt juhtub. Ergastatud vesiniku tuumad muutusid "kuumemaks" ja nende külmem takerdunud süsinikpartner muutus "külmemaks".

Nagu eksperimendi autorid järeldavad, on need tulemused termodünaamiliselt samaväärsed tagasi minevikku väga väikeses mastaabis, kuid siiski meie universumis, kus aja kulgemise reegel on väidetavalt "püha". "Me näeme spontaanset soojusvoogu külmast süsteemist kuuma süsteemi," kirjutasid teadlased arXiv.org hoidlas avaldatud artiklis.

Psühholoogiline ja termodünaamiline nool

Stephen Hawking Oma raamatus A Brief History of Time kirjutas ta, et häire suureneb ajaga, sest me mõõdame aega selles suunas, milles häire suureneb. See tähendaks, et meil on mingi valik, et saame näiteks jälgida esmalt põrandale laiali puistatud klaasikilde, seejärel hetke, mil klaas vastu põrandat põrkas, seejärel klaasi õhus ja lõpuks käes. oma käes hoidvast inimesest. Pole olemas teaduslikku reeglit, et "psühholoogiline ajanool" peab minema termodünaamilise noolega samas suunas ja süsteemi entroopia suureneb. Paljud teadlased usuvad aga, et see on nii sellepärast, et inimese ajus toimuvad energeetilised muutused, mis on sarnased looduses täheldatavatega. Ajul on energiat tegutsemiseks, vaatlemiseks ja arutlemiseks, sest inimese "mootor" põletab kütust-toitu ja nagu sisepõlemismootoris, on see protsess pöördumatu.

Siiski on juhtumeid, kui säilitades erinevates süsteemides aja psühholoogilise noole ühe suuna entroopia nii tõuseb kui ka langeb – näiteks andmete salvestamisel arvuti mällu. Masina mälumoodulid lähevad järjestamata olekust ketta kirjutamise järjekorda. Seega väheneb entroopia arvutis. Iga füüsik aga ütleb, et universumi kui terviku seisukohalt see kasvab, sest kettale kirjutamiseks kulub energiat ja see energia hajub masina tekitatud soojusena. Siin on kerge "psühholoogiline" vastupanu kehtestatud füüsikaseadustele. Meil on raske arvestada, et see, mis ventilaatori müraga välja tuleb, on olulisem kui teose või muu väärtuse mällu jäädvustamine.

Juba 1967. aastal oli Wheeler-DeWitti võrrandmis tähendas, et aega kui sellist polnud. See oli katse ühendada matemaatiliselt kvantmehaanika ja üldrelatiivsusteooria ideed, samm kvantgravitatsiooni teooria poole, s.o. Kõige teooria, mida kõik teadlased soovivad. Alles 1983. aastal tegi füüsika Don Page i William Wouters pakkus välja seletuse, mille kohaselt saab aja probleemist kontseptsiooni kasutades mööda hiilida kvantpõimumine. Nad pakkusid välja kontseptsiooni, et mõõta saab ainult juba määratletud süsteemi omadusi. Matemaatilisest vaatenurgast tähendas nende ettepanek seda, et kell ei tööta süsteemist isoleeritult ja käivitub ainult siis, kui on teatud universumiga takerdunud.

Kas see on lihtsalt illusioon?

Kas kvantteooriat on võimalik ajas sümmeetriliselt tõlgendada, lubamata oleviku mõju minevikule? küsib Proceedings of the Royal Society avaldatud väitekirjas Matthew S. Leifer Oraz Matthew F. Pusey. Kui selline teooria peab olema sümmeetriline ja füüsikud hoolivad, siis kahjuks peab ülaltoodud võimalus olemas olema.

Fännidel pole probleeme tagasi lugeda multiversumi teoorianagu võib juba näha Page ja Woutersi kontseptsioonist. Sümmeetriaprobleem on selles hästi lahendatud ja nähtuste selgitamiseks pole vaja aja noolt tagasi pöörata. Lihtsalt katsete erinevad tulemused on ekvivalendid erinevatele maailmadele, milles osake võib nii või teisiti käituda.

Kloroformi katse mudel

Briti füüsik Julian Barbour kirjutas sellest mitu raamatut aeg on vaid illusioon. Kuulsaim neist on The End of Time: The Next Revolution in Our Understanding of the Universe, 1999. Universum, mis koosneb kõikuvatest ainekonfiguratsioonidest, jätab mulje, et aeg läheb edasi, ütleb Barbour. Umbes sekundi kestev teadvuse voog ja oleviku tunnetus toimub kõik inimeste peades. Meie ajul on teavet lähimineviku kohta, kuid mitte varasemate konfiguratsioonidega seotud põhjusliku seose tulemusena. Pigem on see mõtlemisomadus, võib-olla vajalik, et sa üldse mõtleksid.

Barbour märgib seda Einstein ühes oma viimastest kirjadest kirjutab ta: "Inimesed nagu meie, kes usuvad füüsikasse, teavad, et erinevus mineviku, oleviku ja tuleviku vahel on vaid püsiv illusioon." Barbouri seisukohti peetakse "teaduseks äärel", kuid paljud tõsised füüsikud (sh tuntud tegelased nagu Lee Smolin i Lyubosh Motl) peetakse "huvitavaks", mitte "hulluks". Ajatuse mõistes on teatav elegants, mistõttu see meeldib füüsikutele.

Barbouri mõttekäiku jätkanud teoreetikute sõnul on aeg inimese poolt välja mõeldud mõiste selleks, et saaksime eristada seda, mis on "praegu" sellest, mida me tajume "minevikuna". Aja mõiste jääb vaid meie mõistuse illusiooniks, sest tegelikult kõik, mis oli ja saab olema, toimub igal antud hetkel. Kaks aastat tagasi tegi sellise avalduse Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi füüsikute rühm.

Need teadlased väidavad, et universum koosneb "plokkidest", milles aeg ja ruum on ühendatud, moodustades nn aegruumi. See teooria on kooskõlas relatiivsusteooria Einstein viitab sellele, et ruum ja aeg on osa neljamõõtmelisest universumist, kus kõigel, mis toimub, on aegruumis oma kordumatud koordinaadid.

 - võttis kolleegide uurimistöö kokku Max Tegmark S.-lt - 

Kvantfüüsika seisukohalt on alati võimalik tõestada, et aeg "olemas on", sest see toimib juba eksperimendi eeldustes nagu Schrödingeri kassiga karpi pandud aine mürgisus. Aeg on psühholoogiliselt osa maastikust, mille me oma teadmiste jaoks loome. Tõepoolest, tema üleminek minevikust tulevikku on samasuguse kontrolli all kui kõike muud.

See on lõpp. Selles mõttes, et aeg lõpeb iseenesestmõistetavalt, mida pole vaja tõestada. Kas sellest saab lõpuks ka aegruumi mõõde ja universumi tegelik mõõt, tuleb veel otsustada. Seni on teoreetilise füüsika ja üldise intuitsiooni duellis viimasel märkimisväärne eelis. Aga võib-olla ta ei teagi, et tegi vea ja on juba kaotanud?

Ajanool – näitab aja voolu suunda. Seda kontseptsiooni tutvustas ja populariseeris 1927. aastal Briti astrofüüsik Arthur Eddington, aasta hiljem ilmunud raamatu The Nature of the Physical World autor. Aeg voolab alati minevikust tulevikku ja mitte kunagi vastupidi, st see on ühesuunaline, asümmeetriline ja pöördumatu. Seda saab jagada minevikuks, olevikuks ja tulevikuks. Aja noole sünonüümid: aja suund, aja asümmeetria, aja anisotroopia, aja pöördumatus ja aja ühesuunalisus.