Aeg on kummaline asi. Oleme harjunud kellasid lugema, kuid Universumil puudub mingisugune põhikell ja -nupp, mis tähendab, et saame aega kogeda erineval viisil, sõltuvalt sellest, kuidas me liigume või kuidas gravitatsioon meid mõjutab. Füüsikud on püüdnud ühendada kaks suurt füüsikateooriat ja järeldada, et aeg pole mitte ainult universaalselt järjepidev, vaid ka kõik kellad, mida me selle mõõtmiseks kasutame, hägustavad ajavoo neid ümbritsevas ruumis.
Esiteks ei tähenda see, et teie seinakell aitaks teil vananeda kiiremini. Me räägime kelladest täpsetel katsetel, nagu aatomkellad. Grupp Viini ülikooli ja Austria Teaduste Akadeemia füüsikuid tegi kvantmehaanika ja üldise relatiivsusteooria põhjal järeldused, väites, et kella täpsuse suurendamine samas ruumis suurendab ka aja moonutusi.
Peatume hetkeks ja proovime lihtsate sõnadega väljendada seda, mida füüsikud hetkel teavad.
Kvantmehaanika kirjeldab universumit ülitäpselt kõige väiksemas mõõtkavas, kus kõik läheb subatomaarsete osakeste ja lühimate vahemaade mõjul tegutsevate jõudude valdkonda. Kogu oma täpsuse ja kasulikkuse kõrval võimaldab kvantmehaanika teha ennustusi, mis on vastuolus meie igapäevase kogemusega.
Üks selline ennustus on Heisenbergi ebakindluse põhimõte, mis ütleb, et kui ühte parameetrit teate suure täpsusega, muutub teise parameetri mõõtmine vähem täpseks. Näiteks, mida rohkem täpsustate objekti asukohta ajas ja ruumis, seda vähem võite olla kindel selle hooga.
Ja asi pole selles, et keegi oleks targem või kellelgi oleks parem varustus - universum töötab põhimõtteliselt nii, see on fundamentaalne. Elektronid ei põrka prootonitesse positsiooni ja impulssi "määramatuse" tasakaalu tõttu.
Teine võimalus seda vaadata on see, et objekti asukoha ülima täpsusega määramiseks peame arvestama ettekujutamatu energiahulgaga. Kui rakendada meie hüpoteetilisele kellale, tähendab teise jagamine kellas murdosadeks seda, et me teame kella energiast üha vähem. Ja siin tuleb üldrelatiivsusteooria - veel üks tõestatud füüsika teooria, ainult et see kasutab rohkem aega, et selgitada, kuidas massiivsed objektid üksteist distantsil mõjutavad.
Tänu Einsteini tööle mõistame, et massi ja energia vahel on samaväärsus, mida väljendab valem E = mc2. Energia võrdub massi ja valguse kiiruse ruutu korrutamisega. Samuti teame, et aeg ja ruum on ühendatud ning see aegruum pole lihtsalt tühi kast - mass ja seega energia võib aeg-aega painutada.
Reklaamvideo:
Sellepärast näeme huvitavaid efekte nagu gravitatsiooniline lääts, kui massiivsed objektid, nagu tähed ja mustad augud, oma massiga kõverdavad valguse rada. Ja see tähendab ka seda, et mass võib viia gravitatsiooniaja laienemiseni, kui aeg voolab raskusallikale lähemale, lähemale.
Kahjuks, kuigi katsed toetavad neid teooriaid, ei saa nad vaevalt hästi läbi. Seetõttu üritavad füüsikud luua uut teooriat, mis sobiks mõlemale teooriale ja oleks õige. Seda tehes jätkame uurimist, kuidas need teooriad kirjeldavad samu nähtusi nagu aeg. Nagu tegelikult selles artiklis.
Füüsikud on hüpoteesinud, et aja suure täpsusega mõõtmine nõuab kasvavat energiakulu, mis vähendab automaatselt mõõtmise täpsust mis tahes ajajälgimisseadme vahetus läheduses.
"Meie järeldused viitavad sellele, et peame mõtlema aja olemuse kohta uuesti läbi, kui arvestada nii üldrelatiivsusteooriat kui ka kvantmehaanikat," ütleb teadur Esteban Castro.
Millist mõju avaldab see meile igapäevaselt? Nagu teoreetilise füüsika puhul sageli juhtub, eriti mitte ühtegi.
Kuigi kvantmehaanika kehtib tehniliselt "suurte" asjade puhul, ärge muretsege, kui teie stopper tiksub sekundi murdosa võrra; must auk randmel ei avane. Kõik ülaltoodud järeldused on asjakohased ainult ülitäpsete katsete puhul, mis on palju arenenumad kui praegu väljatöötamisel.
Kuid mida paremini mõistame, kuidas kellad ja eriti aeg, vähemalt teoreetiliselt, seda paremini mõistame ümbritsevat universumit. Ühel päeval saame ehk aru aja olemusest. Teadlaste tööd avaldati ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL
