Tid er en underlig ting. Vi er vant til at tælle ure, men universet har ikke en slags hovedvandrere og urskiver, hvilket betyder, at vi kan opleve tid på forskellige måder, afhængigt af hvordan vi bevæger os, eller hvordan tyngdekraften påvirker os. Fysikere har forsøgt at kombinere de to store fysiske teorier for at konkludere, at tiden ikke kun er universelt konsistent, men alle ure, vi bruger til at måle den, slører tidens strøm i rummet omkring dem.
For det første betyder det ikke, at dit vægur hjælper dig med at blive hurtigere. Vi taler om ure i eksperimenter med høj præcision, som atomure. En gruppe fysikere fra universitetet i Wien og det østrigske videnskabsakademi drog konklusioner fra kvantemekanik og generel relativitet for at fastslå, at øget nøjagtighed af et ur i samme rum også øger tidsforvrængning.
Lad os stoppe et øjeblik og forsøge at udtrykke med enkle ord, hvad fysikere ved i øjeblikket.
Kvantemekanik beskriver universet ekstremt nøjagtigt i den mindste skala, hvor alt går ind i subatomiske partikler og kræfter, der virker på de korteste afstande. På trods af sin nøjagtighed og anvendelighed tillader kvantemekanik os at forudsige forudsigelser, der modsiger vores daglige oplevelse.
En sådan forudsigelse er Heisenberg Usikkerhedsprincippet, der siger, at når du kender en parameter med høj nøjagtighed, bliver målingen af den anden parameter mindre nøjagtig. For eksempel, jo mere du forfiner et objekts position i tid og rum, jo mindre kan du være sikker på dens fremdrift.
Og det er ikke, at nogen er klogere, eller at nogen har bedre udstyr - universet fungerer grundlæggende sådan, det er grundlæggende. Elektroner støder ikke på protoner på grund af balancen mellem "usikkerhed" mellem position og momentum.
En anden måde at se på det er, at for at bestemme placeringen af et objekt med den største præcision, er vi nødt til at regne med en ufattelig mængde energi. Når det anvendes på vores hypotetiske ur, deler vi det andet i brøker i vores ur, at vi ved mindre og mindre om urets energi. Og det er her generel relativitet kommer ind - en anden bevist teori inden for fysik, kun den bruger tid mere på at forklare, hvordan massive objekter påvirker hinanden på afstand.
Takket være Einsteins arbejde forstår vi, at der er en ækvivalens mellem masse og energi, udtrykt med formlen E = mc2. Energi er lig med masse gange kvadratet af lysets hastighed. Vi ved også, at tid og rum er forbundet, og denne rumtid er ikke bare en tom kasse - masse og derfor energi kan bøje rumtid.
Salgsfremmende video:
Derfor ser vi interessante effekter som gravitationslinser, når massive genstande som stjerner og sorte huller forvrænger lysets sti med deres masse. Og det betyder også, at masse kan føre til tyngdekraftsudvidelse, når tiden flyder jo tættere, jo tættere på tyngdekilden.
Desværre, selvom disse teorier understøttes godt af eksperimenter, kommer de næppe godt sammen. Derfor forsøger fysikere at skabe en ny teori, der passer til begge disse teorier og vil være korrekt. Ved at gøre det fortsætter vi med at undersøge, hvordan disse teorier beskriver de samme fænomener som tiden. Som faktisk i denne artikel.
Fysikere har antaget, at handlingen med at måle tid med høj præcision kræver et stigende forbrug af energi, hvilket automatisk reducerer målingernes nøjagtighed i det umiddelbare område af enhver tidsregistreringsenhed.
"Vores fund tyder på, at vi er nødt til at genoverveje vores ideer om tidens natur, når både generel relativitet og kvantemekanik tages i betragtning," siger forsker Esteban Castro.
Hvilken indvirkning har dette på os dagligt? Som det ofte er tilfældet med teoretisk fysik, især ingen.
Mens kvantemekanik teknisk gælder for "store" ting, skal du ikke bekymre dig, hvis dit stopur tikker med en brøkdel af et sekund; et sort hul åbnes ikke på dit håndled. Alle ovenstående konklusioner vil kun være relevante for ure i meget nøjagtige eksperimenter, meget mere avancerede end dem, der i øjeblikket er under udvikling.
Men jo bedre vi forstår, hvordan især ure og tid, i det mindste i teorien, jo bedre forstår vi universet omkring os. En dag vil vi måske forstå selve tidens natur. Forskernes arbejde blev offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL