Čas je zvláštna vec. Sme zvyknutí počítať hodiny, ale Vesmír nemá akési hlavné hodiny a ciferníky, čo znamená, že môžeme zažiť čas rôznymi spôsobmi, v závislosti od toho, ako sa pohybujeme alebo ako na nás vplýva gravitácia. Fyzici sa pokúsili spojiť dve veľké teórie fyziky a dospieť k záveru, že nielen čas nie je univerzálne konzistentný, ale aj akékoľvek hodiny, ktoré používame na jeho meranie, stierajú tok času v priestore okolo nich.
Po prvé to neznamená, že vám nástenné hodiny pomôžu rýchlejšie starnúť. Hovoríme o hodinách vo vysoko presných experimentoch, napríklad o atómových hodinách. Skupina fyzikov z Viedenskej univerzity a Rakúskej akadémie vied vyvodila závery z kvantovej mechaniky a všeobecnej teórie relativity a uviedla, že zvýšenie presnosti hodín v rovnakom priestore tiež zvyšuje časové skreslenie.
Zastavme sa na chvíľu a skúsme jednoduchými slovami vyjadriť, čo fyzici v súčasnosti vedia.
Kvantová mechanika popisuje vesmír mimoriadne presne v najmenšom meradle, kde všetko smeruje do ríše subatomárnych častíc a síl pôsobiacich na najkratšie vzdialenosti. Kvôli svojej presnosti a užitočnosti nám kvantová mechanika umožňuje robiť predpovede, ktoré sú v rozpore s našimi každodennými skúsenosťami.
Jednou z takýchto predpovedí je Heisenbergov princíp neurčitosti, ktorý uvádza, že keď poznáte jeden parameter s vysokou presnosťou, meranie druhého parametra sa stane menej presným. Napríklad čím viac spresníte polohu objektu v čase a priestore, tým menej si môžete byť istí jeho hybnosťou.
A nejde o to, že je niekto inteligentnejší alebo že niekto má lepšie vybavenie - Vesmír v zásade funguje tak, že je to zásadné. Elektróny nenarážajú na protóny kvôli rovnováhe „neistoty“polohy a hybnosti.
Ďalším spôsobom, ako sa na to pozerať, je, že na to, aby sme čo najpresnejšie určili polohu objektu, musíme rátať s nepredstaviteľným množstvom energie. Keď sa použije na naše hypotetické hodiny, rozdelenie druhej na zlomky v našich hodinách znamená, že vieme čoraz menej o energii hodín. A tu prichádza na rad všeobecná teória relativity - ďalšia overená teória fyziky, len tá viac využíva čas na vysvetlenie toho, ako sa masívne objekty navzájom ovplyvňujú na diaľku.
Vďaka Einsteinovej práci chápeme, že medzi hmotnosťou a energiou existuje ekvivalencia vyjadrená vzorcom E = mc2. Energia sa rovná hmotnosti krát druhá mocnina rýchlosti svetla. Vieme tiež, že čas a priestor sú spojené a tento časopriestor nie je len prázdna krabica - hmota, a teda energia, môžu ohýbať časopriestor.
Propagačné video:
Preto vidíme zaujímavé efekty ako gravitačné šošovky, keď masívne objekty ako hviezdy a čierne diery svojou hmotou krivia dráhu svetla. A tiež to znamená, že hmotnosť môže viesť k dilatácii gravitačného času, keď čas plynie čím bližšie, tým bližšie k zdroju gravitácie.
Bohužiaľ, aj keď sú tieto teórie dobre podporované experimentmi, ťažko spolu vychádzajú. Fyzici sa preto snažia vytvoriť novú teóriu, ktorá by zodpovedala obom týmto teóriám a bola by správna. Pokračujeme v skúmaní toho, ako tieto teórie popisujú rovnaké javy ako čas. Rovnako ako v skutočnosti v tomto článku.
Fyzici predpokladali, že akt merania času s vysokou presnosťou si vyžaduje zvyšujúci sa výdaj energie, čo automaticky znižuje presnosť meraní v bezprostrednej blízkosti akéhokoľvek zariadenia na sledovanie času.
„Naše objavy naznačujú, že je potrebné prehodnotiť naše predstavy o podstate času, keď sa vezme do úvahy všeobecná teória relativity aj kvantová mechanika,“hovorí výskumník Esteban Castro.
Aký dopad to má na nás každý deň? Ako to už pri teoretickej fyzike býva, hlavne žiadna.
Zatiaľ čo kvantová mechanika sa technicky vzťahuje na „veľké“veci, nebojte sa, ak vám stopky tikajú o zlomok sekundy; čierna diera sa vám na zápästí neotvorí. Všetky vyššie uvedené závery budú relevantné iba pre hodinky vo vysoko presných experimentoch, oveľa pokročilejších ako tie, ktoré sa v súčasnosti vyvíjajú.
Ale čím lepšie rozumieme tomu, ako najmä hodiny a čas, aspoň teoreticky, tým lepšie rozumieme vesmíru okolo nás. Možno jedného dňa pochopíme podstatu času samotného. Práca vedcov bola publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL