Inimelu on ajaga lahutamatult seotud. Oleme harjunud mõõtma protsesside kulgu seda kasutades - ja see on vajalik ka meie ellujäämiseks. Kuid kas see nähtus on reaalsuse põhiline omadus või on aeg tekkimas?
Teoreetiline füüsika on aastakümneid üritanud kvantmehaanikat ja üldist relatiivsust ühendada üheks kvantgravitatsiooni teooriaks. Kuid üks peamisi takistusi on nn ajaprobleem.
Kvantmehaanikas on aeg universaalne ja absoluutne: selle püsiv kursus dikteerib osakeste vahelise takerdumise. Samal ajal on relatiivsusteooria üldteoorias - Albert Einsteini gravitatsiooniteoorias - aeg suhteline ja dünaamiline, see on ruumiliste mõõtmetega lahutamatult läbi põimitud dimensioon, moodustades seega ruumiaja-aja neljamõõtmelise kanga. See kangas paindub, kui sellel on aine, mille tõttu kõik, mis selle ümber on - kui sellel on suurem mass - hakkab selle poole langema, aeglustades aja möödumist kauguses olevate kellade suhtes. Sama efekti saab saavutada raketisse sattumisega ja kütusega kiirendades: aeg aeglustub teie jaoks, te ei vanane nii kiiresti kui teie sõbrad ja perekond Maal.
Kvantmehaanika ja üldrelatiivsuse ühendamine eeldab aja absoluutse ja suhtelise mõistmise ühitamist. Järk-järgult näib, et teadusuuringud teoreetilise füüsika alal viivad teadlased ühendamiseni ja mõistavad ka aja tõelist olemust.
Paljud tänapäeval juhtivad füüsikud kipuvad uskuma, et aeg-aeg ja gravitatsioon on ilmnevad nähtused. Kõverdav ja kõverdav ruumiaeg ning selles sisalduv mateeria on sarnased hologrammiga, mis pärineb takerdunud vuttide (teabe kvantbittide) võrgust, nagu videomängu kolmemõõtmeline keskkond, mis on programmeeritud silikoonkiibil klassikaliste bittide kujul. Briti Columbia ülikooli teoreetiline füüsik Mark Van Raamsdonk ütles: "Ma arvan, et me mõistame nüüd, et kosmoseaeg on tegelikult vaid nende fundamentaalsete kvantsüsteemide keeruka struktuuri geomeetriline kujutis."
Teadlased on välja töötanud matemaatilise aparaadi, mille abil nad näitasid, kuidas hologramm ilmub mänguasja-universumites ruumi-aja geomeetriaga "kalasilma" kujul - Destidevastases ruumis. Nendes kaardus maailmades tõmbuvad keskpunktist liikudes üha enam sisse ruumilised juurdekasvud. Lõpuks tõmbub keskelt ulatuv ruumiline mõõde tühjusse, jõudes oma piirini. Selle piirangu olemasolu, mis sisaldab siseruumide aegruumist väiksemat ruumimõõdet ehk „lahtiselt”, aitab arvutamisel luua tugeva aluse, mille abil saab modelleerida takerdunud vutte, mis sellises universumis hologrammi projitseerivad. Tala sees hakkab mudelite ja arvutuste kohaselt aeg koos ruumiga tugevalt painduma.
Kviteeringute olekud arenevad vastavalt universaalajale, justkui täites jadasid arvutikoodis, tekitades samal ajal kõverdatud relativistliku aja suures anti-de Sitter-ruumis. Ainus, kuid - meie universumis ei tööta kõik päris nii.
Mudelite kohaselt loob takerdumine järk-järgult ruumi-aja. Esiteks takerduvad üksikud osakesed üksteisega, mis seejärel takerduvad teistesse takerdunud paaridesse. Järjest enam osakeste takerdumisel ilmneb ruumi-aja neljamõõtmeline struktuur / Olena Shmahalo / Ajakiri Quanta.
Reklaamvideo:
Siin on kosmose-aja kangal De Sitteri geomeetria, mis ulatub kaugele vaadates välja. Kude on venitatud, kuni Universum jõuab piirini, mis erineb anti-de Sitteri ruumist väga erineva piirini - ja see saab aja lõpuks. Sel hetkel, universumi kuumussurmana tuntud sündmuse ajal, venib kosmoseaeg nii palju, et kõik selles olev kaob omavahel põhjusliku seose. Võib öelda, et siis aeg kukub kokku. Niipea kui see juhtub, ei juhtu universumis midagi.
Meie kosmose-aja mulli ajatu serva ääres püsiksid vutte ühendavad (ja krüpteerivad universumi dünaamilist sisemust) takerdumised eeldatavasti puutumata, kuna need kvantsuhted ei vaja signaalimist. Kuid sel juhul peab kvitside olek olema staatiline ja ajatu. See mõttekäik viitab sellele, et millegipärast - just nagu anti-de Sitteri ruumi servas olevad vutid genereerivad sisemise piirkonna, millel on üks täiendav ruumiline mõõde -, võivad kvoodid de Sitteri ajatu serva korral genereerida aja jooksul universumi, eriti dünaamilise. Teadlased pole veel täpselt välja mõelnud, kuidas neid arvutusi De Sitteri ruumis läbi viia - aja päritolu kohta pole siiani selget arusaamist.
1980ndatel avastasid füüsikud Don Page ja William Wutters vihje. Nüüd Albertuse ülikoolis nüüd töötanud Page ja Wutters, kes töötasid Williamsi kolledžis 2017. aastani, avastasid, et globaalselt staatiline takerdunud süsteem võib sisaldada alamsüsteemi, mis vaatleja vaatenurgast areneb selles. Selline süsteem, mida nimetatakse "ajalooliseks seisundiks", koosneb alamsüsteemist, mis on takerdunud sellesse, mida võiks nimetada kellaks. Allsüsteemi olek on erinev sõltuvalt sellest, kas kell on olekus, kus tunni käik osutab ühele, kahele, kolmele jne. Sellest hoolimata ei muutu süsteemi üldine olek kellaga, kuna aega kui sellist pole. See on muutumatu olek. Teisisõnu, globaalses mõttes aega ei eksisteeri, kuid selle allsüsteemis tekib tõhus ajakontseptsioon.
2013. aastal demonstreeris Itaalia teadlaste meeskond seda nähtust eksperimentaalselt. Oma tööd kokku võttes teatasid teadlased: „Näitame, kuidas saab vaadelda kahe footoni staatilist takerdunud olekut vaatleja seisukohast arenevana, kasutades kellana ühte kahest footonist teise footoni ajalise arengu hindamiseks. Väline vaatleja suudab siiski näidata, et globaalselt takerdunud riik ei arene."
Veel üks teoreetiline töö, mille 2013. aastal viisid läbi ka California tehnoloogiainstituudi (Caltech) teadlased, viisid väga sarnaste järeldusteni. Osakeste vahelise interaktsiooni tulemusi kirjeldavad geomeetrilised mustrid - nagu amplituudiekraan - tähendavad ka, et reaalsus tuleneb millestki ajatust, täiesti matemaatilisest. Siiski pole veel selge, kuidas täpselt amplituudron ja holograafia on seotud.
Amplitueedr on kunstniku arvates äsja avastatud matemaatiline objekt, sarnane mitmetahulise pärliga kõrgemates mõõtmetes / Andy Gilmore.
Füüsik Carlo Rovelli kirjeldab ajakirjanduses aega ka tekkiva nähtusena. Tema sõnul ei eksisteeri kahe sündmuse samaaegsuse absoluutset kontseptsiooni füüsiliste seaduste piiratuse tõttu. Näiteks näeme isegi objekti vaadates seda valel hetkel, mil seda vaatasime, vähemalt kahel põhjusel. Niisiis, valgus peab liikuma objektist silma kaugusele ja siis peab visuaalne signaal jõudma ajju, kus see lõpuks töödeldakse, enne kui "pildi saame". Rovelli väidab, et aeg pole midagi muud kui lähendamiste ja lihtsustuste tulemus, mis võimaldavad meil inimestel tajuda reaalsust vastavalt meie piirangutele.
Aeg-ajalt ilmub teoseid, eriti kvantsüsteemide uurimise kohta, milles eeldatakse sõltumatust põhjuse ja tagajärje seostest, aja möödumist tahapoole ja paljusid muid ebaharilikke nähtusi. Võib-olla võib aeg tõusta ajatu vabadusastme kaudu takerdumise kaudu. Aeg näitab.
Vladimir Guillen
