Naukowcy z University of Surrey odkryli, iż na poziomie fundamentalnych praw fizyki czas nie ma „jednego kierunku”. W skali kwantowej przyszłość i przeszłość są symetryczne. Dlaczego więc w codziennym życiu doświadczamy czasu tylko w jedną stronę? To zasadniczo bardzo dobre pytanie. Gdyby było inaczej, nie tylko pamiętalibyśmy przeszłość, ale i znalibyśmy przyszłość.
Wielu z Was prawdopodobnie zastanawiało się, czym w ogóle jest czas i dlaczego płynie do przodu. W świecie fizyki klasycznej kierunek czasu wynika z entropii – naturalnej tendencji układów do przechodzenia od porządku do chaosu. Rzeczy samoczynnie wręcz dążą do rozkładu. choćby 1.9 TDI kiedyś w końcu rozklekocze się do końca. Gdy upuścisz telefon na beton, to rozwalisz w nim ekran. Gdy talerz spadnie na podłogę, to się rozbije. Nigdy jednak nie zdarzy się tak, iż wszystkie te rzeczy samoczynnie się „poskładają do kupy”.
Jednak w mechanice kwantowej reguły są zupełnie inne, wręcz nieintuicyjne dla nas, nasze umysły są „przyzwyczajone” do mechaniki klasycznej. Tam podstawowe równania nie narzucają preferowanego kierunku czasu. To ciekawe, bo sugeruje, iż czas mógłby równie dobrze płynąć wstecz. W rzeczywistości oznacza to, iż dla pojedynczych cząstek przyszłość i przeszłość są nierozróżnialne. Co więcej, współczesne badania wskazują, iż ta kwantowa symetria może być bardziej wpisana w mechanikę kwantową, niż sądziliśmy. Jeśli czas na poziomie mikro nie ma wyraźnego kierunku, to dlaczego w naszym codziennym życiu wrażenie jest zupełnie odmienne? Odczuwamy, iż czas „biegnie” tylko do przodu, nigdy do tyłu.
Kwantowa wanna
Fizycy Thomas Guff, Chintalpati Umashankar Shastry i Andrea Rocco przeprowadzili eksperyment myślowy – stworzyli matematyczny model rozgrzanych cząstek w otwartym układzie. Wykorzystali w nim tzw. łańcuch Markowa, który zakłada, iż przyszły stan układu zależy wyłącznie od jego teraźniejszego stanu, a nie jego „przeszłości”.
Cząstki w tym modelu nie wykazywały preferencji co do kierunku czasu. Oznacza to, iż na poziomie kwantowym fizyka dopuszcza odwrócenie czasu – ruch wstecz jest równie prawdopodobny, co ruch do przodu. Takie odkrycie dosłownie „łamie” umysły, prawda?
Mimo tego wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi, dlaczego świat w skali „makro”, który obserwujemy, jest zdominowany przez jednoznacznie zdefiniowany kierunek czasu. Istnieją teorie sugerujące, iż kluczową rolę odgrywa tu nie tylko entropia, ale także kwantowe splątanie cząstek oraz ekspansja Wszechświata. W skrócie: gdyby nagle czas zaczął się kurczyć, to czas rozpocząłby wędrówkę w przeciwną stronę.
Czas to najbrutalniejsza siła Wszechświata
Jeśli czas jest symetryczny w skali kwantowej, dlaczego w „naszej: rzeczywistości postrzegamy go jako jednokierunkowy? Kluczową rolę odgrywa tutaj… termodynamika. W dużej skali energia nieustannie się rozprasza, a entropia (zgodnie z fundamentalnymi zasadami) rośnie, co sprawia, iż czas dla nas zawsze „płynie” naprzód.
Różnica między przeszłością, teraźniejszością i przyszłością jest tylko uparcie obecną iluzją.
— Albert Einstein
Niektórzy fizycy uważają, iż nasze doświadczenie czasu może być złudzeniem wynikającym z działania naszej świadomości. Ludzki mózg przetwarza informacje w sposób przyczynowo-skutkowy, co sprawia, iż interpretujemy czas jako jednokierunkowy. Może więc nasza percepcja jest tylko sposobem organizacji rzeczywistości przez nasz mózg, a z punktu widzenia fizyki sprawa jest bardziej skomplikowana, niż nam się wydaje? Możliwe.
To jak z tymi podróżami w czasie? Bo pewnie o to byście zapytali
Nikt tutaj nie obala żadnych praw fizyki — adekwatnie, to choćby potwierdza to, co wiemy o Wszechświecie. Nie ma szans, iż nagle skonstruujemy wehikuł czasu i zaczniemy manipulować jego kierunkiem, ale zdecydowanie przyda nam się owa wiedza, np. w komputerach kwantowych czy teleportacji informacji.
Istnieją również spekulacje, iż dalsze postępy w dziedzinie mechaniki kwantowej doprowadzą nas do zupełnie nowych zastosowań w nauce i technologii. Czy możliwe jest, iż w przyszłości będziemy umieć manipulować czasem w skali kwantowej? Być może tak. Natomiast w skali makro, największym problemem może być nie sama fizyka, ale zwyczajnie sposób organizacji naszych umysłów. Mózg to nasz „interfejs” służący do obsługi rzeczywistości i nagięcie zasad nim rządzących może być trudniejsze, niż nam się w tej chwili zdaje.
