Zašto vrijeme prolazi – jedno je od onih pitanja koje mali broj ljudi se uopšte sjeti da pita. Vrijeme utiče na sve što se nalazi oko nas. Ljudska bića rade i stvaraju u sadašnjosti, koja je naizgled potpuno odvojena od prošlosti i neminovno se kreću prema onome što nazivamo budućnost. Za većinu ljudi, vrijeme predstavlja nešto što postoji, protiče u pozadini svakodnevnih aktivnosti. Imamo utisak da vrijeme teče isključivo u jednom smjeru. Međutim, fizičari to posmatraju drugačije.
“Vrijeme je nešto što sprečava da se sve stvari dešavaju istovremeno”
John Archibald Wheeler
Gotovo je nemoguće opisati svijet oko nas kada ne bi postojalo vrijeme. Vrijeme doživljavamo i njegova percepcija predstavlja jednu od glavnih karatkeristika koja nas definiše kao vrstu.
Jedan od najvećih umova koji je uticao na promjenu načina na koji nauka posmatra fenomen vremena je svakako Albert Ajnštajn. 1905. godine je objavio svoju Specijalnu teoriju relativiteta, koja opisuje kretanje objekata brzinom koja je bliska brzini svjetlosti. Demonstrirao je kako vrijeme protiče drugačije, u različitim mjestima, u zavisnosti od toga kako se ta mjesta kreću jedno u odnosu na drugo. Ajnštajn je prvo proučavao efekte brzog kretanja i došao do zaključka da su vrijeme i prostor povezani. Teorija relativiteta nosi taj naziv jer prostorni i vremenski intervali između dva događaja zavise od stanja kretanja njihovog posmatrača. Drugim riječima, različiti posmatrači različito vide i opažaju prostorne i vremenske intervale istih događaja. Ova pojava naročito dolazi do izražaja kada se krećete brzinama koje su bliske brzini svjetlosti.
“Vrijeme možemo shvatiti kao oznaku svakog pojedinačnog momenta koji čini istoriju univerzuma. Slično kao što su stranice u knjizi označene brojevima”
Sean Carroll
Ajnštajn je dokazao da što se posmatrač brže kreće, vrijeme za njega sporije prolazi. To znači da će, na primjer, vrijeme sporije proticati za nekoga ko se kreće svemirskim brodom brzinama bliskim brzini svjetlosti, u odnosu na ljude koji su na Zemlji. Postoji još jedan važan aspekt Ajnštajnove teorije, kog vjerovatno nije bio svjestan i vrijeme kada je ona objavljena. Njemački matemaričar Hermann Minkowski je bio taj koji je prvi uočio da Ajnštajnova teorija može da bude osnovna teorija četvodimenzionalnog prostor-vrijeme kontinuuma. Onog momenta kada je u cijelu teoriju uključena gravitacija, Ajnštajn je shvatio da koncept prostor-vrijeme zapravo ima ključni značaj. Iz svega ovoga je proizašla Opšta teorija relativiteta, objavljena 1915. godine.
U Opštoj teoriji relativiteta, Ajnštajn definiše svijet u kome živimo kao četvorodimenzionalni prostorno-vremenski kontinuum, koji može da se kreće, ima svoju dinamiku i svoja zakrivljenja. Upravo ta zakrivljenja, odnosno geometriju prostorno-vremenoskog kontinuuma doživljavamo svakodnevno kao gravitaciju. Takođe, pokazao je da na tok vremena mogu da utiču tijela velikih masa, kao što su na primjer crne rupe. Zakrivljenje prostora-vremena u blizini ovakvih tijela usporava vrijeme. Vrijeme usporava direktno proporcionalno snazi gravitacione sile obližnjeg objekta, tako da će efekti usporenja biti jako izraženi u blizini crnih rupa, ali praktično zanemarljivi u blizini Zemlje. Međutim, bez obzira na to, usporenje možemo detektovati. Ajnštajnova teorija morala je da se uzme u obzir kada su prvi GPS sateliti lansirani u Zemljinu orbitu, jer bi u suprotnom bili neprecizni i sami tim neupotrebljivi.
Ono što je zanimljivo u Ajnštajnovim jednačinama je činjenica da se nigdje ne sugeriše da vrijeme teče samo u jednom smjeru. Formule jednako dobro funkcionišu, bilo da vrijeme teče naprijed ili unazad. To je u suprotnosti sa svakodnevnim iskustvom. Pojam “strijela vremena” u nauku je uveo astronom i filozof ser Artur Edington. U svemiru ne postoji željeni smjer, odnosno svejedno je, sa aspekta zakona fizike, da li stvari posmatrate u jednom ili drugom smjeru. Međutim, očigledno je da postoji ogromna razlika u posmatranju događaja koji su se desili u prošlosti i koji će se desiti u budućnosti. Fizičari smatraju da razlika ne proizilazi kao posljedica fundamentalnih zakona fizike, već je to jednostavno karakteristika svemira u kome živimo.
Strijela vremena je koncept koji svakodnevno doživljavamo: jedna sekunda prati drugu i tako redom. Činjenica je da se stvari mijenjaju, dok vrijeme teče unaprijed. Na primjer, podignute zgrade nakon određenog perioda postepeno propadaju i ruše se. Za strijelu vremena je djelimično odgovorno povećanje entropije – iz termodinamike je poznato da vremenom materija prelazi iz uređenog u haotično stanje. Drugi zakon termodinamike kaže da se neuređeno stanje, poznato kao entropija, povećava sa vremenom. U prirodi postoji mnogo više načina da se neki sistem dovede u haotično, nego u uređeno stanje, tokom vremena. Recimo, mnogo je više načina da se nešto polomi, ali samo jedan način da se ponovo spoji i dovede u prvobitni oblik. Svaki posmatrani sistem ima veći stepen uređenosti u prošlosti, u odnosu na budućnost. Postavlja se pitanje – kako usaglasiti strijelu vremena i Ajnštajnove jednačine? Ako vrijeme može da teče naprijed i nazad, na osnovu teorije relativiteta, da li to znači da je moguće putovanje kroz vrijeme, u prošlost ili u budućnost?
Odgovor je da zapravo ne znamo da li je moguće putovanje u prošlost, dok je za putovanje u budućnost potrebno ispuniti određene preduslove. Na primjer, ukoliko se dovoljno približimo crnoj rupi, zadržavanje u trajanju od samo jednog sata može da traje sedam zemaljskih godina. Ajnštajnova teorija omogućava kreiranje crvotočina u svemiru, koje se mogu smatrati nekom vrstom prečice između jako udaljenih mjesta u vremensko-prostornom kontinuumu. Kretanje kroz crvotočinu bi potencijalno moglo da bude brže od brzine svjetlosti, što bi na neki način bilo kršenje fundamentalnog ograničenja brzine kretanja, po Ajnštajnovoj teoriji. Iako su crvotočine samo teorijski moguće, postoji mnogo preduslova za koje je mala vjerovatnoća da mogu da se ostvare u praksi. Jednačine razmatraju tijela ogromnih masa i energije kao osnovni preduslov za kreiranje i manipulaciju crvotočinom. Dakle, prvi problem je kako kreirati crvotočinu, a drugi kako je držati otvorenom tokom određenog vremenskog intervala. U oba slučaja, može se zaključiti da su crvotočine vjerovatno “zabranjene” zakonima prirode.
Ono što nam preostaje je misterija. Teorija nije uspjela da zabrani putovanje unazad kroz vrijeme, ali je drugačija situacija u praksi. Generalni utisak je da, za sada, nije moguće promijeniti smjer strijele vremena, bez obzira na to kako taj fenomen ljudi posmatraju. Medjutim sve je “Relativno” a odgovor na pitanje šta nam budućnost donosi tek treba da dobijemo.
“Um je poput padobrana, funkcioniše samo kad je otvoren”
Albert Einstein
Autor: M. M.
TBU NEWS
