Ova linearnost zove se vremenski pravac, a neki fizičari vjeruju da se vrijeme kreće na taj način samo zato ljudi, kao i druga bića sa sličnom neurobiologijom, postoje kako bi promatrali kako ono prolazi.
Pitanje vremenskog pravca dosta je staro. I da razjasnimo, ne radi se o tome da li vrijeme postoji, već u kojem se smjeru kreće. Brojni fizičari vjeruju kako kako vrijeme nastaja kada dovoljan broj sitnih čestica, kojima individualno upravljaju neobična pravila kvantne mehanike, vrše interakciju, te počnu ispoljavati ponašanje koje se može objasniti pomoću klasične fizike.
Ali dva znanstvenika tvrde kako gravitacija nije dovoljno jaka da prisili svaki predmet u svemiru da slijedi isti prošlost -> sadašnjost -> budućnost smijer. Umjesto toga, vremenski pravac izvire iz promatrača.
Smijer vremena i gravitacija
Sve se to vraća na jedan od najvećih problema u fizici, spajanje kvantne i klasične mehanike. U kvantnoj mehanici, čestice mogu biti superpozicirane. To znači da jedan elektron može postojati u bilo kojem u dva mjesta, i nitko ne može sa sigurnošću reći na kojem je dok se ne provjeri. Gdje bi se elektron mogao nalaziti predstavlja se vjerojatnošću. Ta se teorija i eksperimentalno dokazala.
Ali pravila se mijenjaju nakon što elektroni dođu u interakciju s drugim objektima, poput molekula zraka ili dekoheriraju u stvari poput čestica prašine, zrakoplove ili nogometne lopte. Tada situaciju preuzima klasična mehanika, i gravitacija dobiva na važnosti.
"Položaj elektrona u svakome atomu određuje vjerojatnost", kaže Yasunori Nomura, fizičar s Berkleya. Ali nakon što dođu u interakciju s većim objektima, ili postanu stvari kao što su nogometne lopte, te se individualne vjerojatnosti spajaju, i šanse da će svi ti kolektivni elektroni imati superpoziciju znatno se smanjuju. Zbog toga nikada nećete vidjeti nogometnu loptu kako simultano nestaje u golmanovim rukavicama dok istovremeno leti kroz protivnički kazneni prostor.
Trenutak dekoherencije
Taj trenutak kada se fizika čestica spaja s klasičnom mehanikom naziva se dekoherencija. U fizikalnim terminima, to je kada smijer vremena postaje matematički bitan. Isto tako, većina fizičara vjeruje kako vremenski pravac nastaje iz dekoherencije.
Najpoznatija teorija koja opisuje dekoherenciju je Wheeler-DeWittova jednadžba. Ta teorija nije savršena, ali većina se fizičara slaže kako se radi o važnome alatu za razumijevanje neobičnosti koje se nalaze u temeljima dekoherencije i takozvane kvantne gravitacije.
Ovdje stvari postaju stvarno čudne. Iako jednadžba ne uključuje varijablu za vrijeme (Što i nije toliko čudno. Vrijeme je nešto što se ne može mjeriti samo po sebi, u fizici se mjeri kao korelacije između lokacije predmeta... tijekom vremena... u svakome slučaju, totalno je čudno). Ali pruža okvir za spajanje svemira u jedno teoretsko područje.
Gravitacija preslaba?
Ali dva su znanstvenika nedavno napisala rad koji kaže da u Wheeler-DeWittovoj jednadžbi učinci gravitacije nastupaju presporo da bi doprinjeli univerzalnom vremenskom pravcu.
"Ako pogledate primjere i izračunate matematiku koja stoji iza njih, jednadžaba ne objašnjava kako dolazi do baš tog smijera vremena", kaže Robert Lanza, biolog, polimatematičar i suautor rada. (Lanza je osnivač biocentrizma, teorije kako su prostor i vrijeme konstrukt bioloških senzornih ograničenja.)
Drugim riječima, te kvantne čestice trebale bi biti u stanju zadržati svojstvo superpozicije prije nego što ih pod svoje preuzme gravitacija. A ako je gravitacija stvarno preslaba da djeluje na interakciju između molekula dok dekoheriraju u nešto veće, onda ih isto tako ne može prisiliti da se kreću u istome smijeru, vremenski gledano.
Važnost promatrača
Ako dakle ta metematika ne vrijedi, to onda ostavlja promatrača - nas. Vrijeme se kreće onako kako se kreće zato što su ljudi biološki, neurološki, filozofski 'naštimani' da ga percipiraju na taj način.
U nekom dalekom kutu svemira budućnost se možda kreće prema prošlosti. Ali u trenutku kada ljudi usmjere teleskop u tome smijeru, vrijeme će su uskladiti u 'prošlost -> budućnost' smijeru.
"U svome radu o relativnosti, Einstein je pokazao kako je vrijeme relativno u odnosu na promatrača", kaže Lanza. "Naš rad to nosi korak dalje, tvrdeći da ga upravo promatrač i stvara."
Ovo nije nužno nova teorija. Talijanski fizičar Carlo Rovelli pisao je o njoj prošle godine.
Prostor-vrijeme
Nomura kaže kako je jedini nedostatak u tome kako smisliti način mjerenja dali je osjećaj 'promatračevog vremena' stvaran. "Odgovor ovisi o tome može li se koncept vremena definirati matematički bez uključivanja promatrača u sustav".
Autori tvrde kako se promatrača nikako ne može isključiti iz jednadžbe, jer jednadžbe po prirodi stvari izvršavaju i analiziraju ljudi ljudi sami.
Nomura tvrdi i da autori nisu uzeli u obzir činjenicu kako cijeli svemir postoji u mediju svanom prostor-vrijeme.
"Tako da kada govorite o prostor-vremenu, već govorite o dekoheriranom sustavu." Ne ide toliko daleko da kaže kako autori nisu u pravu, fizika je ipak još uvijek nepotpuna znanost, ali se ne slaže sa zaključcima do kojih su došli u svojoj matematici. A i poput vremena, sve interpretacije fizike su relativne.
