Laiks. Ikdienā mēs laiku uztveram kā kaut ko absolūti nemainīgu un vienvirziena jo vakardiena paliek aiz muguras, šodiena rit šeit un tagad, bet rītdiena vēl tikai tuvojas.
Šķiet, ka tā tas vienmēr ir bijis un būs. Taču mūsdienu zinātne aizvien biežāk uzdod satraucošu jautājumu. Vai laiks patiešām ir tik stingri lineārs, kā mums šķiet? Vai arī tas varētu būt daudz elastīgāks un pat atgriezenisks?
Pēdējās desmitgadēs fizikas eksperimenti, teorētiski modeļi un novērojumi dažādās nozarēs, no kvantu mehānikas līdz kosmoloģijai, ir parādījuši, ka mūsu priekšstati par laiku varētu būt tikai daļa no lielāka zinību attēla.
Tas, ko zinātnieki atklāj, reizēm izklausās tik pārsteidzoši, ka robeža starp zinātni un fantastiku kļūst ļoti plāna.
Kvantu simetrija.
Kad laiks “salūzt”.
Iedomājieties filmu, kas vienlaicīgi tiek rādīta uz priekšu un atpakaļ. Šķiet absurdi? Kvantu pasaulē tas ir pilnīgi iespējams.
Pētnieki no Kaljāri Universitātes Itālijā pierādījuši, ka noteiktos apstākļos kvantu sistēmas, mijiedarbojoties ar apkārtējo vidi, var saglabāt simetriju laikā.
Tas nozīmē, ka matemātiskie aprēķini atļauj procesam notikt gan uz priekšu, gan atpakaļ, abos gadījumos tie ir fiziski iespējami. Mēs ikdienā to nejūtam, jo dzīvojam pasaulē, kur dabas likumi makroskopiskā mērogā dod priekšroku kustībai “uz priekšu”.
Tomēr atomu un fotonu līmenī notiek lietas, kas liek apšaubīt mūsu “vienvirziena” laika izjūtu.
Vienkāršāk sakot, ja mūsu dzīve būtu kvantu eksperiments, tad teorētiski būtu iespējams, ka kafija pati atgrieztos tasītē un nokritusi grāmata “atlektu” no grīdas atpakaļ uz galda.
Pie nosacījuma, ja tikai tiktu izpildīti pareizie nosacījumi. Diemžēl (vai par laimi) tādi apstākļi mūsu ikdienā neveidojas.
Spoguļi.
Kad vilnis atgriežas atpakaļ laikā.
Ņujorkas Pilsētas universitātes (CUNY) fizikas komanda apstiprināja, ka iespējams radīt tā sauktos “laika spoguļus”. Tas ir neparasts efekts, kad elektromagnētiskie viļņi var tikt “atgriezti” atpakaļ laikā.
Tas notiek, kad viļņi iziet cauri īpaši veidotam metamatērijas materiālam, kas spēj mainīt to virzienu un frekvenci tā, it kā viļņi “attītos”. Šis atklājums nav mašīna, kas aizved mūs pagātnē, bet gan svarīgs solis, lai iemācītos manipulēt ar viļņiem laikā.
Šādas tehnoloģijas nākotnē varētu pavērt pavisam jaunas iespējas datu pārraidē, drošā komunikācijā un pat medicīniskajā diagnostikā.
Piemēram, iedomājieties, ka ārsts varētu sūtīt ultraskaņas impulsu ķermenī, un tas atgrieztos atpakaļ ar visu informāciju, pat ja starpā ir bijuši traucējumi.
Šobrīd tas izklausās kā zinātniskā fantastika, bet zinātnieki jau rada pirmos soļus šajā virzienā.
Antivisums.
Spoguļu pasaulē laiks rit pretējā virzienā.
Daži kosmosa pētnieki ir izvirzījuši drosmīgu ideju: mūsu Visums varētu nebūt vienīgais. Pastāv varbūtība, ka eksistē “antivisums”, spoguļpasaules versija, kurā viss notiek pretējā virzienā. Ja mūsu pasaulē laiks rit uz priekšu, tad tur tas plūst atpakaļ.
Šāda teorija palīdzētu izskaidrot dažus mūsdienu zinātnes lielos noslēpumus, piemēram, tumšās matērijas dabu vai to, kāpēc mūsu Visumā ir vairāk matērijas nekā antimatērijas.
Skatoties no šī skatpunkta, tas, kas mums ir “rītdiena”, antivisumā būtu “vakardiena”.
Tieša pierādījuma tam vēl nav, bet kosmoloģiskie aprēķini un matemātiskie modeļi liecina, ka šāda iespēja ir teorētiski pamatota. Ja kādreiz saņemsim signālu no šādas pretlaika pasaules, tas varētu būt lielākais atklājums cilvēces vēsturē.
Kāpēc mēs nejūtam atpakaļejošu laiku.
Lai gan mikropasaulē laiks var būt simetrisks, mūsu ikdienas pieredze to neatspoguļo. Mēs izjūtam tikai vienvirziena laika plūsmu, konkrēti, no pagātnes uz nākotni.
Vienīgās izmaiņas, ko pamanām, ir subjektīvā sajūta, ka laiks dažreiz “skrien” ātri (piemēram, atvaļinājumā) vai “velkas” (garlaicīgās sanāksmēs). Ar vecumu šīs sajūtas mainās.
Šo vienvirziena sajūtu nosaka entropija, fizikas jēdziens, kas raksturo sistēmas nekārtību. Otrais termodinamikas likums nosaka, ka slēgtās sistēmās nekārtība vienmēr pieaug. Tieši šī nekārtības palielināšanās dod laika “bultiņai” tās virzienu.
Taču ir paradokss, daudzi fundamentālie fizikas vienādojumi, tostarp Šrēdingera vienādojums kvantu mehānikā, ir simetriski laikā. Matemātiski tajos nav noteikts, kurš virziens ir “pareizais”. Tātad teorētiski viss varētu ritēt arī atpakaļ, tikai mūsu mērogā tas ir ārkārtīgi maz ticami.
Ko tas nozīmē mums.
Laika pētījumi parāda, ka mūsu priekšstats par realitāti ir tikai viens no iespējamiem skatpunktiem. Kvantu eksperimentu atgriezeniskums, laika spoguļi un antivisuma hipotēze liek domāt, ka laiks nav tikai taisna līnija no vakardienas līdz rītdienai.
Tas var būt daudzslāņains, elastīgs un pat aprakstāms vairākos virzienos vienlaikus.
Mēs, protams, vēl neesam tuvu tam, lai pagrieztu rokas pulksteni atpakaļ un “atdzēstu” notikušo. Tomēr šie pētījumi atver durvis uz pilnīgi jaunu izpratni par telpas-laika struktūru.
Kas zina, varbūt nākotnē mēs ne tikai skatīsimies uz laiku, bet arī mācēsim ar to apzināti spēlēties.
Kā darbojas “laika spogulis”, soli pa solim.
Analoga ikdienas situācija:
Iedomājies, ka stāvi pie klusa ezera un iemet akmeni. Viļņi izplatās uz āru, prom no trieciena vietas. Tas ir tas, ko mēs redzam parasti — enerģija izplatās noteiktā virzienā.
Tagad iedomājies, ka kāds pēkšņi nospiež “reverse” pogu un viļņi sāk atgriezties atpakaļ, savelkas vienā punktā un pazūd, it kā akmens nekad nebūtu kritis ūdenī.
Tieši to dara laika spogulis, tikai ar elektromagnētiskajiem viļņiem.
Shēma vārdos:
1. Signāls izstarots → viļņi izplatās uz āru (normāla situācija).
2. Metamatērijas iedarbība → īpaši materiāli maina viļņu fāzi un frekvenci.
3. Signāls apgriezts laikā → viļņi sāk virzīties atpakaļ uz avotu.
4. Enerģijas atgriešanās → visa informācija nonāk atpakaļ sākuma punktā, it kā laiks būtu “atskrūvēts” atpakaļ.
Vienkāršs prāta attēls:
Tas ir kā izsūtīt e-pastu, un pēc dažām sekundēm tas pats e-pasts atnāk atpakaļ tavā iesūtnē, vēl pirms adresāts to ir saņēmis.
Kā darbojas kvantu simetrija, soli pa solim.
Analoga ikdienas situācija:
Iedomājies galda tenisa bumbiņu, kas ripo pa galdu. Parasti tā apstājas, kad zaudē enerģiju. Taču kvantu pasaulē, ja sistēma ir pilnībā izolēta un simetriska laikā, bumbiņa varētu ripot arī “atpakaļ”, tieši pa to pašu ceļu, no kurienes atnāca.
Shēma vārdos:
1. Sistēma startē → daļiņa sāk kustību noteiktā virzienā.
2. Tiek nodrošināti ideāli apstākļi → nav enerģijas zudumu, mijiedarbība ar vidi ir kontrolēta.
3. Tiek aktivizēta kvantu simetrija → matemātiski vienādojumi atļauj kustību abos virzienos.
4. Process atkārtojas pretējā virzienā → daļiņa “atceļo” atpakaļ līdz sākuma stāvoklim.
Vienkāršs prāta attēls:
Tas ir kā spēlēt biljardu, un bumbiņa pēc sitiena pati atgrieztos precīzi tur, kur tā atradās pirms tam, atkārtojot katru kustības milimetru.
Kāpēc šīs shēmas ir svarīgas.
Tās palīdz saprast, ka:
• Laika spogulis nav “mašīna pagātnē”, bet tehnoloģija, kas kontrolē viļņu uzvedību laikā.
• Kvantu simetrija nav “burvestība”, bet dabas īpašība, kas parādās noteiktos apstākļos.
Abi fenomeni rāda, ka laiks nav tikai lineāra bultiņa. Dažreiz tas ir kā elastīga lente, kuru var izstiept, savērpt vai pat pavērst pretējā virzienā.
Labu Dienu!
