Kas yra laikas? Paprastas paaiškinimas

Artur Debat / Getty Images

Fizikai laiką apibrėžia kaip įvykių eigą iš praeities į dabartį į ateitį. Iš esmės, jei sistema nesikeičia, ji yra nesenstanti. Laikas gali būti laikomas ketvirtąja tikrovės dimensija, naudojama trimatėje erdvėje vykstantiems įvykiams apibūdinti. Tai nėra kažkas, ką galime pamatyti, paliesti ar paragauti, bet galime išmatuoti jo eigą.

Laiko strėlė

Bogdanas Vija / EyeEm / Getty Images

Fizikos lygtys veikia vienodai gerai, nesvarbu, ar laikas juda į ateitį (teigiamas laikas), ar atgal į praeitį (neigiamas laikas). Tačiau laikas gamtos pasaulyje turi vieną kryptį, vadinamą laiko strėlė . Klausimas, kodėl laikas yra negrįžtamas, yra vienas didžiausių neišspręstų mokslo klausimų.

Vienas iš paaiškinimų yra tas, kad gamtos pasaulis vadovaujasi termodinamikos dėsniais. The antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad izoliuotoje sistemoje sistemos entropija išlieka pastovus arba didėja. Jei visata laikoma izoliuota sistema, jos entropija (netvarkos laipsnis) niekada negali sumažėti. Kitaip tariant, Visata negali grįžti į tą pačią būseną, kurioje buvo ankstesniame taške. Laikas negali judėti atgal.

Laiko išsiplėtimas

zhuyufang / Getty Images

Klasikinėje mechanikoje laikas visur vienodas. Sinchronizuoti laikrodžiai lieka sutarti. Tačiau iš Einšteino specialiojo ir bendrojo reliatyvumo žinome, kad laikas yra reliatyvus. Tai priklauso nuo stebėtojo atskaitos sistemos. Dėl to gali atsirasti laiko išsiplėtimas , kur laikas tarp įvykių tampa ilgesnis (išsiplečiantis), kuo labiau artėja prie šviesos greičio. Judantys laikrodžiai veikia lėčiau nei stacionarių laikrodžių, o poveikis vis ryškesnis artėjant judančiam laikrodžiui šviesos greitis . Laikrodžiai čiurkšlėje arba orbitoje fiksuoja laiką lėčiau nei esantys Žemėje, miuono dalelės lėčiau irsta krintant, ir Michelson-Morley eksperimentas patvirtintas ilgio susitraukimas ir laiko išsiplėtimas.

Kelionės laiku

MARK GARLICK / MOKSLO NUOTRAUKŲ BIBLIOTEKA / Getty Images

Kelionė laiku reiškia judėjimą pirmyn arba atgal į skirtingus laiko taškus, panašiai kaip galite judėti tarp skirtingų erdvės taškų. Gamtoje vyksta šokinėjimas laike. Astronautai Tarptautinėje kosminėje stotyje šoka į priekį, kai grįžta į Žemę, nes jos judėjimas stoties atžvilgiu lėtesnis.

Idėja apie keliaujant laiku atgal tačiau kelia problemų. Viena problema yra priežastinis ryšys arba priežastis ir pasekmė. Perėjimas laiku atgal gali sukelti laikiną paradoksą. „Senelio paradoksas“ yra klasikinis pavyzdys. Pagal paradoksą, jei keliautumėte laiku ir nužudytumėte savo senelį prieš gimstant mamai ar tėčiui, galėtumėte užkirsti kelią savo gimimui. Daugelis fizikų mano, kad kelionės laiku į praeitį yra neįmanomos, tačiau yra laiko paradokso, pavyzdžiui, kelionės tarp paralelinės visatos arba šakos taškai.

Laiko suvokimas

Catherine Falls reklama / Getty Images

Žmogaus smegenys turi galimybę sekti laiką. Smegenų suprachiazminiai branduoliai yra sritis, atsakinga už kasdienius ar cirkadinius ritmus. Tačiau neurotransmiteriai ir vaistai veikia laiko suvokimą. Cheminės medžiagos, kurios sužadina neuronus, todėl jie suveikia greičiau nei įprastai, pagreitina laiką, o sumažėjęs neuronų uždegimas sulėtina laiko suvokimą. Iš esmės, kai atrodo, kad laikas pagreitėja, smegenys per intervalą išskiria daugiau įvykių. Šiuo atžvilgiu, kai linksminamasi, laikas tikrai lekia.

Atrodo, kad laikas sulėtėja ekstremalių situacijų ar pavojaus metu. Hiustono Bayloro medicinos koledžo mokslininkai teigia, kad smegenys iš tikrųjų nepagreitina, tačiau migdolinis kūnas tampa aktyvesnis. Migdolinis kūnas yra smegenų sritis, kuri sukuria prisiminimus. Kai atsiranda daugiau prisiminimų, laikas atrodo ilgesnis.

Tas pats reiškinys paaiškina, kodėl vyresni žmonės, atrodo, suvokia, kad laikas juda greičiau nei būdami jaunesni. Psichologai mano, kad smegenys formuoja daugiau prisiminimų apie naujas patirtis nei apie pažįstamas. Kadangi vėliau gyvenime susikuriama mažiau naujų prisiminimų, laikas bėga greičiau.

Laiko pradžia ir pabaiga

Billy Currie fotografija / Getty Images

Kalbant apie visatą, laikas turėjo pradžią. Pradinis taškas buvo prieš 13,799 milijardo metų, kai Didysis sprogimas įvyko. Mes galime išmatuoti kosminę foninę spinduliuotę kaip mikrobangas iš Didžiojo sprogimo, bet nėra ankstesnės kilmės spinduliuotės. Vienas argumentas dėl laiko atsiradimo yra tas, kad jei jis tęstųsi atgal be galo, naktinis dangus būtų užpildytas senesnių žvaigždžių šviesa.

Ar laikas baigsis? Atsakymas į šį klausimą nežinomas. Jei visata plėsis amžinai, laikas tęstųsi. Jei įvyktų naujas Didysis sprogimas, mūsų laiko linija pasibaigtų ir prasidėtų naujas. Dalelių fizikos eksperimentuose atsitiktinės dalelės atsiranda iš vakuumo, todėl neatrodo, kad visata taptų statiška ar nesenstanti. Tik laikas parodys.

Pagrindiniai klausimai

• Laikas yra įvykių eiga iš praeities į ateitį.
• Laikas juda tik viena kryptimi. Laike galima judėti į priekį, bet ne atgal.
• Mokslininkai mano, kad atminties formavimasis yra žmogaus laiko suvokimo pagrindas.

Šaltiniai

• Karteris, Rita. Žmogaus smegenų knyga . „Dorling Kindersley Publishing“, 2009 m., Londonas.
• Richardsas, E.G. Laikas žemėlapiuose: kalendorius ir jo istorija . Oxford University Press, 1998, Oksfordas.
• Schwartzas, Hermanas M. Specialiojo reliatyvumo teorijos įvadas , McGraw-Hill Book Company, 1968, Niujorkas.