Timpul ar putea să nu existe – problema asupra căreia nimeni nu se poate pune de acord

Cu cât ne uităm mai atent, cu atât timpul devine mai bizar – de la ecuații care afirmă că timpul ar trebui să curgă la fel de liber înapoi precum înainte, până la ciudatul domeniu cuantic în care cauza și efectul se pot inversa, scrie Science Focus.

Ar putea fi, oare, timpul însuși o iluzie? Ceea ce face timpul atât de confuz este faptul că avem trei moduri foarte diferite de a-l defini, care nu se potrivesc ușor între ele.

Prima definiție provine din ecuațiile care descriu modul în care lucrurile se schimbă în timp. Avem multe astfel de ecuații care descriu totul, de la mișcarea mingilor de tenis până la dezintegrarea nucleelor atomice. În toate aceste ecuații, timpul este o cantitate, denumită „timp coordonat”. Timpul nu este altceva decât o etichetă matematică căreia îi putem atribui o anumită valoare.

Relația dintre timp și matematică

A doua definiție a timpului provine din teoriile relativității lui Einstein, unde acesta este o dimensiune în plus față de cele trei cu care suntem familiarizați. Este o direcție în spațiu-timpul cu patru dimensiuni. Imaginea noastră despre realitate devine atunci una în care toate timpurile – trecutul, prezentul și viitorul – sunt la fel de reale și coexistă, la fel cum toate punctele din spațiu sunt la fel de reale. Mai mult decât atât, timpul are o legătură profundă cu gravitația, conform teoriei relativității generale, în care forma spațiu-timpului este influențată de gravitație. O mare parte din eforturile depuse în ultimul jumătate de secol în domeniul fizicii teoretice au fost dedicate unificării teoriei relativității generale cu lumea stranie a mecanicii cuantice. Cadrele matematice care încearcă să facă acest lucru sunt cunoscute sub numele de teorii ale gravitației cuantice.

Cercetătorii dezvăluie că timpul curge altfel pe Marte. Cât de mare este diferența față de Pământ și de ce contează

Dar cum putem concilia aceste două noțiuni de timp – ideea mecanicii cuantice, în care timpul este un simplu parametru, și ideea relativistă, conform căreia timpul este o dimensiune a spațiu-timpului?

Motivul pentru care este atât de dificil să se concilieze mecanica cuantică cu relativitatea generală este că matematica lor este fundamental incompatibilă. Nu numai atât, dar efectele cuantice guvernează în primul rând scări foarte mici, cum ar fi particulele subatomice, în timp ce gravitația are impact asupra scărilor mult mai mari, cum ar fi planetele și galaxiile, astfel încât încercarea de a crea un experiment în care ambele scări să fie nu numai relevante, ci și măsurabile cu precizie, s-a dovedit extrem de dificilă.

Universul, precum cuburile de gheață care se topesc

A treia definiție a timpului, provenită din termodinamică, descrie proprietățile unui număr mare de particule tratate în termeni de cantități macro, precum căldura, temperatura și presiunea. Aici, timpul nu este nici o dimensiune, nici o etichetă, ci o direcție – care indică de la trecut spre viitor. Acest lucru este de obicei exprimat ca fiind în direcția creșterii entropiei: universul nostru care se destramă, bilele care se rostogolesc la vale, cuburile de gheață care se topesc într-un pahar cu apă și așa mai departe. Cu toate acestea, în ciuda tuturor proceselor ireversibile pe care le vedem în jurul nostru, adevărul este că, în toate ecuațiile fundamentale ale fizicii, inversarea direcției timpului nu împiedică funcționarea ecuațiilor. Adică, timpul ar putea indica în ambele direcții și nu am putea distinge viitorul de trecut. Cu toate acestea, vedem o diferență clară între trecut și viitor.

Aceasta este „a doua problemă a timpului fizic”. Cum putem concilia faptul că ecuațiile noastre funcționează la fel de bine indiferent de direcția în care curge timpul cu ireversibilitatea timpului pe care o experimentăm în lume?