Kaj je čas? Preprosta razlaga
Artur Debat / Getty Images
Fiziki definirajo čas kot napredovanje dogodkov iz preteklosti v sedanjost v prihodnost. V bistvu, če je sistem nespremenljiv, je brezčasen. Čas lahko štejemo za četrto dimenzijo realnosti, ki se uporablja za opisovanje dogodkov v tridimenzionalnem prostoru. Ni nekaj, kar lahko vidimo, otipamo ali okusimo, lahko pa izmerimo njegov prehod.
Puščica časa
Bogdan Vija / EyeEm / Getty Images
Fizikalne enačbe delujejo enako dobro, ne glede na to, ali se čas premika naprej v prihodnost (pozitiven čas) ali nazaj v preteklost (negativen čas). Vendar ima čas v naravnem svetu eno smer, imenovano puščica časa . Vprašanje, zakaj je čas nepovraten, je eno največjih nerešenih vprašanj v znanosti.
Ena od razlag je, da naravni svet sledi zakonom termodinamike. The drugi zakon termodinamike navaja, da je znotraj izoliranega sistema entropija sistema ostane nespremenjen ali se poveča. Če velja, da je vesolje izoliran sistem, se njegova entropija (stopnja neurejenosti) nikoli ne more zmanjšati. Z drugimi besedami, vesolje se ne more vrniti v popolnoma isto stanje, v katerem je bilo nekoč. Čas se ne more premakniti nazaj.
Dilatacija časa
zhuyufang / Getty Images
V klasični mehaniki je čas povsod enak. Sinhronizirane ure ostajajo v dogovoru. Vendar iz Einsteinove posebne in splošne teorije relativnosti vemo, da je čas relativen. Odvisno je od referenčnega okvira opazovalca. To lahko povzroči dilatacija časa , kjer se čas med dogodki daljša (razširja), čim bližje potuje svetlobni hitrosti. Gibljive ure tečejo počasneje kot stacionarne ure, pri čemer je učinek bolj izrazit, ko se bliža premikajoča se ura svetlobna hitrost . Ure v curkih ali v orbiti beležijo čas počasneje kot tiste na Zemlji, mionski delci pri padcu propadajo počasneje in Michelson-Morleyjev eksperiment potrjeno krčenje dolžine in dilatacija časa.
Potovanje skozi čas
MARK GARLICK / ZNANSTVENA FOTOKNJIŽNICA / Getty Images
Potovanje skozi čas pomeni premikanje naprej ali nazaj do različnih točk v času, podobno kot bi se premikali med različnimi točkami v vesolju. Skok naprej v času se zgodi v naravi. Astronavti na Mednarodni vesoljski postaji skočijo naprej v času, ko se vrnejo na Zemljo zaradi njenega počasnejšega gibanja glede na postajo.
Ideja o potovanje nazaj v čas , pa povzroča težave. Eno vprašanje je vzročnost ali vzrok in posledica. Premikanje v preteklost bi lahko povzročilo časovni paradoks. 'Paradoks dedka' je klasičen primer. Glede na paradoks, če potujete nazaj v preteklost in ubijete svojega dedka, preden se rodita vaša mati ali oče, lahko preprečite lastno rojstvo. Mnogi fiziki verjamejo, da je potovanje skozi čas v preteklost nemogoče, vendar obstajajo rešitve za časovni paradoks, kot je potovanje med vzporedna vesolja ali izpostave.
Zaznavanje časa
Catherine Falls Commercial / Getty Images
Človeški možgani so opremljeni za spremljanje časa. Suprahiazmatična jedra možganov so regija, odgovorna za dnevne ali cirkadiane ritme. Toda nevrotransmiterji in zdravila vplivajo na zaznavanje časa. Kemikalije, ki vzbujajo nevrone, tako da se sprožijo hitreje kot običajno, pospešijo čas, medtem ko zmanjšano proženje nevronov upočasni zaznavanje časa. V bistvu, ko se zdi, da se čas pospeši, možgani ločijo več dogodkov v intervalu. V tem pogledu se zdi, da čas resnično beži, ko se človek zabava.
Zdi se, da se čas upočasni v nujnih primerih ali nevarnosti. Znanstveniki na Baylor College of Medicine v Houstonu pravijo, da se možgani dejansko ne pospešijo, ampak amigdala postane bolj aktivna. Amigdala je del možganov, ki ustvarja spomine. Ko se oblikuje več spominov, se zdi, da čas teče.
Isti pojav pojasnjuje, zakaj se zdi, da starejši ljudje dojemajo čas, kot da teče hitreje kot takrat, ko so bili mlajši. Psihologi verjamejo, da možgani oblikujejo več spominov na nove izkušnje kot na znane. Ker se pozneje v življenju ustvari manj novih spominov, se zdi, da čas hitreje teče.
Začetek in konec časa
Fotografija Billy Currie / Getty Images
Kar zadeva vesolje, je imel čas svoj začetek. Izhodišče je bilo pred 13,799 milijardami let, ko je Veliki pok prišlo. Kozmično sevanje ozadja lahko merimo kot mikrovalove iz velikega poka, vendar ni nobenega sevanja prejšnjega izvora. Eden od argumentov za izvor časa je, da bi bilo nočno nebo napolnjeno s svetlobo starejših zvezd, če bi se podaljšal nazaj v neskončnost.
Se bo čas končal? Odgovor na to vprašanje ni znan. Če bi se vesolje večno širilo, bi se čas nadaljeval. Če pride do novega velikega poka, bi se naša časovna linija končala in začela bi se nova. V eksperimentih s fiziko delcev naključni delci nastanejo iz vakuuma, zato se ne zdi verjetno, da bi vesolje postalo statično ali brezčasno. Samo čas bo povedal.
Ključne točke
- Čas je napredovanje dogodkov iz preteklosti v prihodnost.
- Čas teče le v eno smer. V času se je mogoče premikati naprej, nazaj pa ne.
- Znanstveniki verjamejo, da je oblikovanje spomina osnova za človeško dojemanje časa.
Viri
- Carter, Rita. Knjiga Človeški možgani . Dorling Kindersley Publishing, 2009, London.
- Richards, E.G. Preslikava časa: koledar in njegova zgodovina . Oxford University Press, 1998, Oxford.
- Schwartz, Herman M. Uvod v posebno teorijo relativnosti , McGraw-Hill Book Company, 1968, New York.