Kako vrijeme funkcionira?

Stoljećima se vrijeme smatralo stalnom, neovisnom silom, kao da napretkom svemira upravlja jedan sat.

Ovaj opis vremena promijenio se 1905. s teorijom posebne relativnosti Alberta Einsteina.

Iako se već znalo da je protok vremena usko povezan s prostorom, ova monumentalna teorija bila je prva koja je spojila prostor i vrijeme u jedno polje, jedno s mjerenjima koja variraju ovisno o relativnom gibanju ili gravitacijskim silama objekata unutar njega.

U osnovi, to znači da je vrijeme relativno.

Dvije osobe koje se kreću istom brzinom usaglasit će se da se mjere udaljenosti i vremena podudaraju. Međutim, kako jedna osoba mijenja brzinu, vidjet će kako se druge mjere vremena i udaljenosti mijenjaju, čak i dok njihova vlastita ostaju ista.

Bez ikakvog razloga za davanje prioriteta jednoj perspektivi vremena nad drugom, to znači da vrijeme uopće nije stalna univerzalna jedinica. To je relativno mjerenje koje varira kako se objekti kreću brže ili sporije, ili kako su podvrgnuti većoj ili manjoj gravitaciji.

Gravitacija zakrivljuje prostor i vrijeme: Što je gravitacija jača, to više zakrivljuje prostor-vrijeme, a vrijeme sve više usporava.

Primjer toga možete vidjeti na gornjoj slici, koja prikazuje Zemljinu masu koja zakrivljuje prostor-vrijeme.

Zbog toga ljudi na Međunarodnoj svemirskoj postaji, koja je dalje od Zemljine gravitacije, stare malo sporije od onih na Zemlji.

Naravno, da bismo zapravo vidjeli te učinke na vrijeme, promjena brzine ili gravitacijske sile mora biti ogromna. Ali kako promatrač ubrzava prema brzini svjetlosti, jedinstvene mjere vremena postaju sve uočljivije.

U teoriji, kako se čestica približava brzini svjetlosti, vidjeli bismo kako njezin 'sat' usporava. Nakon što prijeđe brzinu svjetlosti, njezin sat bi, teoretski, izgledao obrnuto s naše točke gledišta. S gledišta čestice, činilo se da se naš sat okreće unatrag.

Što je s putovanjem kroz vrijeme?

Slično, iskrivljenje prostora izvan horizonta crne rupe također iskrivljuje perspektivu vremena.

U našem Svemiru imamo slobodu kretati se u prostoru kako želimo, ali smo prisiljeni marširati duž strelice vremena u linearnom smjeru.

Proračuni pokazuju da bi prelazak preko horizonta crne rupe promijenio te slobode. Dakle, više ne bismo morali slijediti strogu strelicu smjera vremena, ali bismo izgubili slobodu kretanja u prostoru, dopuštajući (nekako) putovanje kroz vrijeme.

Iako nam ovi scenariji pomažu bolje razumjeti prirodu vremena, i brzina svjetlosti i putovanje crne rupe imaju ograničenja koja nas sprječavaju da ih koristimo kao praktične načine za preokret vremena.

Ne pokušavajte to kod kuće.

Zašto postoje budućnost i prošlost?

Modeli prostor-vremena mogu opisati mjerenja vremena i prostora koja variraju od jedne točke do druge, ali ne objašnjavaju puno o tvrdoglavom pridržavanju vremena slijedu događaja.

Pod ovim opisima vremena, naš Svemir je jedan blok prostor-vremena. Postoji neka vrsta početka – Veliki prasak – prije kojeg se naše najbolje razumijevanje zakona fizike ne može primijeniti. Postoji neka vrsta kraja, gdje se promjena više ne mjeri s ikakvim značajem. Ali niti jedan dio vremena se fizički ne ističe kao 'sada'.

"Ljudi poput nas koji vjeruju u fiziku znaju da je razlika između prošlosti, sadašnjosti i budućnosti samo tvrdoglavo uporna iluzija", napisao je Einstein jednom.

Ipak, možda postoji nekoliko naznaka misterije vremena u drugim područjima fizike osim kozmologije. Na primjer, još 1870-ih austrijski fizičar Ludwig Boltzmann je iznio teoriju da postoji veza između vremena i rastuće razine nereda u Svemiru.

Povezujući termodinamički princip entropije s vremenom koje se kreće samo u jednom smjeru, nagovijestio je moguće objašnjenje zašto je strelica vremena usmjerena naprijed: možda se naš Svemir kreće od niske entropije, do vrlo neuređenog, ekspanzivnog svemira plutajući u budućnost.

Kako usporiti vrijeme?

Osim putovanja u svemir i daleko od Zemljine gravitacije, postoji način da usporite vrijeme – barem iz svoje perspektive. Ovo nema nikakve veze s fizikom i prirodom samog vremena, već koliko se život čini brzim ili sporim za svakoga od nas.

Neki istraživači kažu da se izlaganjem novim iskustvima ili okruženjima može činiti da vrijeme prolazi sporije. To može biti povezano s količinom informacija koje naš mozak mora prihvatiti i obraditi – kada smo mladi ili učimo nešto novo, čini se da svijet usporava. Kako starimo i ulazimo u rutinu, čini se da dani i godine prolaze.

Osim ako nemate svemirsku letjelicu, ništa od ovoga vas neće učiniti sporijim (oprostite), ali saznanje da je vrijeme malo fleksibilnije nego što mnogi od nas misle da jest može biti podsjetnik da imamo vlastitu sposobnost mijenjanja percepcija o tome kako brzo dani prolaze - makar malo.

Ovaj članak je preuzet sa www.sciencealert.com.

Pročitajte originalni članak.