Hvad hvis tidsdelen i rum-tid kontinuum ligningen bogstaveligt talt blev fjernet? En af de seneste undersøgelser angiver måske, at tiden langsomt og gradvist forsvinder fra vores univers, og en dag vil den fordampe helt. En radikal ny teori kunne forklare det kosmologiske puslespil, der har narret forskere i årevis.
Forskere har tidligere målt lyset fra fjerne eksploderende stjerner for at vise, at universet ekspanderer, og hastigheden for denne ekspansion stiger konstant. Forskere har antydet, at disse supernovaer flyver fra hinanden hurtigere end universets aldring. Fysikere konkluderede også, at en vis gravitationskraft skal trække galakser fra hinanden, og begyndte at kalde denne ukendte styrke "mørk energi."
Ideen om, at selve tiden kunne forsvinde i milliarder af år - og alt stopper - blev foreslået tilbage i 2009 af professorer Jose Senovilla, Mark Mars og Raul Vera fra University of Basque Country i Bilbao og University of Salamanca i Spanien. Konsekvensen af denne kardinal tids bevægelse mod slutningen er en alternativ forklaring på "mørk energi" - en mystisk anti-gravitationskraft, der er blevet foreslået til at forklare nogle kosmiske fænomener.
Imidlertid ved ingen i dag, hvad mørk energi egentlig er, og hvor den kommer fra. Professor Senovilla og hans kolleger er kommet med et utroligt alternativ. Videnskabsmænd har foreslået at udelukke et sådant begreb som mørk energi fuldstændigt og at genoverveje vores synspunkter. Ifølge Senovilla narrer vi os selv til at tro, at universet ekspanderer, når denne tid faktisk er ved at aftage. På det daglige niveau vil denne afmatning være umærkelig. Men hvis du sporer universets fremskridt over milliarder af år, så på kosmisk skala vil alt blive indlysende. Denne ændring vil være uendeligt langsomt fra et menneskeligt synspunkt, men ud fra et kosmologisk synspunkt, hvis magt man kan studere lyset fra gamle soler, der skinnede for milliarder af år siden, kan det let måles.
Et forslag fra en gruppe forskere, der er offentliggjort i tidsskriftet Physical Review D, udelukker mørk energi som fiktion. I stedet forklarer Senovilla udseendet af acceleration ved gradvis aftagelse af selve tiden.
Hvis tiden gradvis aftager, "og vi naivt fortsætter med at bruge vores ligninger til at bestemme ændringer i ekspansionstakten i forhold til det almindelige tidsrum, viser den enkle model, der er demonstreret i vores arbejde, en effektiv acceleration af denne ekspansion."
I øjeblikket kan astronomer bestemme hastigheden for udvidelse af universet ved hjælp af den såkaldte "rødskift" -metode. Denne teknik er baseret på forståelsen af, at stjerner, der bevæger sig væk fra os, er rødere end dem, der bevæger sig i vores retning. Forskere er på udkig efter supernovaer af en bestemt art, som er blevet benchmark i denne henseende. Imidlertid forudsætter nøjagtigheden af disse målinger tidsvariation i hele universet. Hvis tiden bremser, i henhold til den nye teori, omdannes vores ensomme tidsdimension langsomt til en ny rumlig dimension. Således synes de fjerne, gamle stjerner, der er observeret af kosmologer fra vores perspektiv, at accelerere.
På trods af al deres radikalisme og hidtil uset forbliver disse ideer ikke uden støtte. Gary Gibbons, en kosmolog ved University of Cambridge, siger, at konceptet har sine fordele. "Vi tror, at tiden optrådte i processen med Big Bang, og hvis tiden kan vises, så kan den forsvinde - dette er netop den modsatte effekt."
Findes tiden?
I 2011 antydede videnskabsmænd ved Bista Research Center i Ptuj, Slovenien, at Newtons idé om tid som en absolut mængde, der flyder af sig selv, samt antagelsen om, at tid er den fjerde dimension i rumtid, var ukorrekt. De foreslog at erstatte disse tidsbegreber med mere passende til vores fysiske verden: tid som en kvantitativ rækkefølge af ændringer.
I to artikler offentliggjort i Fysik Essays har Amrit Sorli, David Fiscalletti og Duchamp Klinard forsøgt at forklare, at det, vi mener med tiden, faktisk er en absolut fysisk mængde, der spiller rollen som en uafhængig variabel (tid, t, ofte er X-aksen i koordinatsystemet, der viser udviklingen af det fysiske system). Men som forskerne bemærker, måler vi aldrig t. Vi måler et objekts frekvens og hastighed. Tiden i sig selv er en rent matematisk mængde og findes ikke fysisk.
Dette synspunkt betyder ikke, at tid ikke findes, men at tiden har mere at gøre med rummet end med ideen om absolut tid. Selvom firdimensional rumtid ofte antages at bestå af tre dimensioner af rummet og en tidsdimension, antyder forskernes synspunkt, at det ville være mere korrekt at repræsentere rumtid i form af fire rumdimensioner. Med andre ord er universet "tidløst."
”Minkowski-rummet er ikke tre dimensioner plus tid, men fire dimensioner,” skrev forskerne. Synspunktet om, at tiden er repræsenteret af en fysisk enhed, hvori materiel ændring forekommer, erstattes af en mere bekvem visning, hvor tiden simpelthen er den numeriske rækkefølge for materiel ændring. Dette synspunkt reagerer bedre på den fysiske verden og forklarer bedre øjeblikkelige fysiske fænomener: tyngdekraft, elektrostatisk interaktion, informationsoverførsel under EPR-eksperimentet og andre."
Forskere giver et eksempel på dette tidsbegreb ved at skildre en foton, der bevæger sig mellem to punkter i rummet. Rummet mellem dem består udelukkende af Planck-længder, det vil sige af de mindste afstande, som en foton kan overvinde ad gangen. Når en foton rejser Planck-længden, beskrives den som at rejse udelukkende i rummet og ikke i absolut tid. En foton kan tænkes at bevæge sig fra punkt 1 til punkt 2, og dens position ved punkt 1 er "foran" positionen i punkt 2, bogstaveligt talt, da tallet 1 kommer før nummer 2 i nummerserien. Numerisk rækkefølge svarer ikke til tidsmæssig rækkefølge, det vil sige, at ciffer 1 i tiden ikke eksisterer før ciffer 2, kun numerisk.
Uden at bruge tid som den fjerde dimension i rumtid, kunne den fysiske verden beskrives mere præcist. Som bemærket af fysiker Enrico Prati i en nylig undersøgelse, er Hamiltonian dynamik (ligninger i klassisk mekanik) meget klart defineret uden begrebet absolut tid.
Andre forskere bemærkede, at den matematiske model for rumtid ikke svarer til den fysiske virkelighed, og foreslog at bruge en tidløs "tilstand af rummet", hvilket ville give en mere nøjagtig ramme. Desuden bemærkede forskere forfalskningen af to tidsbegreber. For eksempel kan begrebet tid som den fjerde dimension af rummet - som den grundlæggende fysiske beholder, hvori et eksperiment finder sted, forfalskes af et eksperiment, hvor tiden ikke eksisterer.
Achilles og skildpadden
Ud over at give en mere nøjagtig beskrivelse af den fysiske virkeligheds natur, kan forestillingen om tid som en kvantitativ rækkefølge af ændring løse Zenos Achilles og skildpadde-paradokset. I dette paradoks forsøger Achilles at indhente skildpadden i et løb. Men mens Achilles kan løbe 10 gange hurtigere end en skildpadde, vil han aldrig overhale en skildpadde, for når Achilles løber en bestemt afstand, rejser skildpadden en tiendedel af denne afstand. Når Achilles når det punkt, hvor skildpadden var, vil den således stadig være lidt foran. Mens konklusionen om, at Achilles aldrig kan overskride skildpadden, er åbenlyst falsk, er der mange andre forklaringer på dette paradoks.
Paradokset kan løses ved at omdefinere hastigheden, så hastigheden for begge løbere bestemmes af den numeriske rækkefølge af deres bevægelser og ikke af deres bevægelse og retning i tid. Fra dette synspunkt vil Achilles og skildpadden kun bevæge sig gennem rummet, og Achilles vil bestemt overhale sin modstander i rummet, skønt ikke i absolut tid.
Nogle af de nyere studier har sat spørgsmålstegn ved teorien om, at hjernen repræsenterer tid som et internt "ur", der udsender neurale tics, og antydede, at hjernen repræsenterer tid som en rumlig fordeling ved at registrere aktiveringen af forskellige neurale knuder. Selvom vi opfatter begivenheder som forekommer i fortiden, nutiden eller i fremtiden, kan disse begreber simpelthen være en del af den psykologiske ramme, inden for hvilken vi oplever materielle ændringer i rummet.
I alle tilfælde, hvis denne teori kan overvejes matematisk (i form af en løsning på problemet med tidens pil), er der endnu et ubesvaret spørgsmål: hvad er tiden?
Ilya Khel