Головна Физика Науковці: фізично час існує лише в психології людей, а не в просторі

Чи може існувати час поза межами простору та світу речей?

Час — фундаментальний аспект реальності. Ми відчуваємо час як лінійний потік подій, від минулого до майбутнього, що визначає порядок речей і причинно-наслідковий зв'язок будь-яких фізичних явищ.

Ми вимірюємо час за допомогою годинника, в основі якого лежать періодичні рухи або процеси, які ми вважаємо постійними та універсальними. Ми також використовуємо час як координату для опису положення і руху об'єктів у просторі, разом з іншими трьома просторовими вимірами.

Однак, що відбудеться, якби існувало більше, ніж один часовий вимір? Як би це вплинуло на наше сприйняття і переживання часу? Як би це вплинуло на причинність і детермінізм? Як би це вплинуло на фізику і математику?

Сприйняття і переживання часу

Наше сприйняття і переживання часу значною мірою сформовані людською біологією і психологією. Ми відчуваємо тривалість, послідовність, пам'ять і передбачення, що дозволяють орієнтуватися в певному середовищі і планувати свої дії.

Ми також маємо відчуття ритму, синхронності та темпу, які дозволяють нам координувати наші рухи та спілкування з іншими людьми. В основі цих відчуттів лежать нейронні процеси, на які впливають зовнішні подразники, зокрема, світло, звук, температура і сила тяжіння.

Якби існувало більше одного часового виміру, наше сприйняття та переживання часу було б зовсім іншим. Залежно від того, як додаткові часові виміри пов'язані з просторовими вимірами та один з одним, ми могли б “одночасно” сприймати кілька потоків подій, кожен з яких мав би свій власний напрямок і швидкість.

Ми також сприймали б декілька версій себе та інших, що існують у різних часових локаціях. За такою логікою, у нас був би доступ до кількох минулих і майбутніх, або взагалі жили у вічному “теперішньому” часі. Можливо, нам доведеться мати справу з часовими парадоксами, такими як зустріч зі старими чи молодими собою, або спричинення наслідків раніше, ніж їхні причини.

Наші біологічні та психологічні механізми подолання часу можуть виявитися неадекватними для такої складної часової реальності. Можливо, нам знадобилось би розвинути нові відчуття, навички та стратегії, щоб орієнтуватися і маніпулювати додатковими часовими вимірами. Можливо, нам також довелось би переглянути наші концепції ідентичності, активності та відповідальності, а також загальні етичні та моральні цінності.

Причинність і детермінізм

Причинність - це принцип, згідно з яким кожна подія має причину, яка передує їй у часі, і наслідок, який слідує за нею в часі. Детермінізм - це вчення про те, що кожна подія зумовлена законами природи і початковими умовами Всесвіту. І причинність, і детермінізм — центральні елементи нашого розуміння природного світу і здатності передбачати, контролючи його.

Квантове моделювання взаємодіючих систем з порушеною симетрією обернення часу

Якби існувало більше одного часового виміру, причинність і детермінізм були б поставлені під сумнів. Залежно від того, як додаткові часові виміри пов'язані між собою, може існувати кілька причинно-наслідкових ланцюгів або петель, або їх не буде взагалі.

  • Також можуть бути події, що не мають ні причини, ні наслідку, ні того, ні іншого.
  • Можуть бути події, які пропонують кілька причин або наслідків, або різні причини або наслідки в різних часових вимірах.
  • Можуть бути події, які є одночасними в одному часовому вимірі, але не в іншому.

На детермінізм також впливають додаткові часові виміри. Залежно від того, як вони пов'язані один з одним і з просторовими вимірами, події матимуть більше або менше ступенів свободи. Тобто більше чи менше початкових умов або законів природи, які їх визначають. Як наслідок, більше чи менше можливих результатів або історій для них.

Фізика і математика

Фізика - це наука, яка вивчає природу і поведінку матерії та енергії у просторі і часі. Математика - це мова, яку фізика використовує для опису і пояснення своїх явищ і теорій. І фізика, і математика спираються на певні припущення та аксіоми про простір і час, і вони узгоджуються з нашими спостереженнями та експериментами.

Якби існувало більше одного часового виміру, фізика і математика повинні були б пристосуватися до них. Залежно від того, як додаткові часові виміри пов'язані між собою і з просторовими вимірами, фізиці довелося б модифікувати або розширювати свої теорії та моделі, щоб врахувати їх. Математика мала б розробити нові інструменти та методи для роботи з ними.

Тоді виникає питання: а чи може існувати час поза межами світу речей?

Зазвичай, ми сприймаємо час як універсальний прояв природи. Тим, що по’язано простором, рухом, матерією, енергією та гравітацією. Коли ми досліджуємо час, ми формулюємо не дуже прості запитання:

  • - Яке походження і напрямок часу? Чи має час початок (наприклад, Великий вибух) і кінець (наприклад, Великий хрускіт), чи він вічний? І чи є у часу стрілка (наприклад, ентропія), яка визначає його напрямок?
  • - Яка структура та геометрія простору-часу? Простір-час є пласким чи викривленим, евклідовим чи неевклідовим? І як простір-час пов'язаний з матерією та енергією?
  • - Що таке симетрія та асиметрія простору-часу? Чи є перетворення простору-часу (обертання, трансляції, відображення) інваріантними чи варіативними за фізичними законами? І чи існують порушення або аномалії симетрії простору-часу (наприклад, порушення парності)?
  • - Який вплив мають рух і гравітація на простір-час? Як простір-час стискається або розширюється під час відносного руху (наприклад, стиснення Лоренца або уповільнення часу)? І як простір-час викривляється під дією гравітаційних полів (наприклад, гравітаційне лінзування або гравітаційні хвилі)?

Класичний погляд на фізичну природу часу сходить до Ісаака Ньютона, який розглядав час як абсолютну і незалежну величину, що рівномірно тече у Всесвіті.

 

За Ньютоном, час - це скаляр, який можна виміряти за допомогою годинника і синхронізувати за допомогою сигналів. Ньютон також припускав, що простір є абсолютним і незалежним, утворюючи фіксоване тло для фізичних явищ.

Погляд Ньютона був оскаржений Альбертом Ейнштейном, який розробив спеціальну теорію відносності та загальну теорію відносності. За логікою останього, час співвідноситься до різних систем відліку, які рухаються одна відносно одної. Швидкість часу залежить від швидкості спостерігача відносно джерела подій.

Таким чином, час взаємопов'язаний з простором у чотиривимірному континуумі, тому він і називається простором-часом. Відстань між двома подіями у просторі-часі залежить як від їхньої просторової віддаленості, так і від часової.

Він може змінюватися за різних фізичних умов. Викривлення простору-часу впливає на плин часу поблизу масивних об'єктів або систем відліку, що прискорюються.

Інакше кажучи, час спрямовує всі без винятку фізичні процеси. Другий закон термодинаміки передбачає, що ентропія зростає в ізольованих системах. З часом зростає

Вважається, що погляди Ейнштейна були підтверджені різними експериментальними тестами (наприклад, атомним годинником або супутниками GPS) і спостереженнями (гравітаційним червоним зміщенням або чорними дірами).

А це означає, що час існує лише у фізичному просторі. І, власне детермінує його геометрію.

 

Не існує такої речі, як абсолютний простір або абсолютний час. Навпаки, простір абсолютно залежний від часу.

Більше того, вся матерія у Всесвіті відповідальна за викривлення простору-часу. Ось чому час рухається повільніше на великих планетах, - вони важчі та сильніше розтягують простір-час.

Сам же простір можна уявите як загальне фізичне поле. де віртуальні частинки утворюються і зникають. Так, поле змінюється. І коли відбувається зміна, між змінами виникає певний проміжок часу.

Якщо простір не змінюється як постійне поле, де нічого не відбувається, то не може бути самого часу.

Хоча тут треба обмовитися: мова йде про вимірювання часу, але не сам час як такий. А це, в свою чергу, призводить до думки, що “час” (в людському розумінні, відносно його почуттів) для космосу неважливий. Внаслідок постійної трансформації та релокації віртуальних частинок.

Список використаних джерел

[1] D.G.B.J.Morin (2015). Introduction to Classical Mechanics: With Problems

and Solutions (2nd ed.). Cambridge University Press.

[2] R.Penrose (2005). The Road To Reality: A Complete Guide To The Laws Of The Universe (1st ed.). Vintage Books.

[3] J.D.Barrow (2007). New Theories Of Everything: The Quest For Ultimate Explanation (1st ed.). Oxford University Press.

[4] B.Greene (2004). The Fabric Of The Cosmos: Space, Time And The Texture Of Reality (1st ed.). Penguin Books.