Fiziğin Büyük Gizemleri: Zaman Bir Yanılsama mı?

Yeni podcast’in ilk bölümü, Fiziğin büyük gizemleriZamanın karmaşık doğasını araştırır. Araştırmacılar, zamanın mutlak olduğuna dair geleneksel kavramlara meydan okuyarak, zamanın göreceli ve mekanla iç içe olduğu teorilerini tartışıyorlar; bu kavram, öznel deneyimlerimize ters düşüyor. Tutarsızlık, evrendeki entropi artışına bağlanabilir, ancak evrenin neden azalan entropi ile başladığı bir sır olarak kalıyor. Bu sorunu çözmek için uzmanlar, bilimsel denklemlerden zamanın çıkarılması ve saatlerin termodinamiğinin araştırılması dahil olmak üzere ek araştırmalar önermektedir.

Bizi beşikten mezara kadar götüren zaman duygusu olmadan hayatımızın hiçbir anlamı olmazdı. Ancak en temel düzeyde fizikçiler, deneyimlediğimiz türden bir zamanın var olup olmadığından emin değiller.

Yeni podcast serimizin ilk bölümünün konusu bu. Fiziğin büyük gizemleri. The Conversation Bilim Editörü Miriam Frankel’in ev sahipliğinde, FQxIInstitute for Foundational Questions, zamanın doğası hakkında üç araştırmacıyla konuşuyoruz.

Bilim adamları uzun zamandır zamanın mutlak ve evrensel olduğunu – herkes için, her yerde aynı olduğunu ve bizden bağımsız olarak var olduğunu varsaydılar. Atomların ve parçacıkların küçücük evrenini yöneten kuantum mekaniğinde hala bu şekilde ele alınmaktadır. Ancak Albert Einstein’ın büyük ölçeklerde doğaya uygulanan görelilik teorileri, zamanın mutlak değil, göreli olduğunu gösterdi; örneğin, ne kadar hızlı seyahat ettiğinize bağlı olarak hızlanabilir veya yavaşlayabilir. Zaman da “uzay-zaman”da uzayla iç içedir.

Einstein’ın teorileri, bilim adamlarının evreni yeni bir şekilde tasvir etmelerini sağladı: sabit dört boyutlu bir kütle, üç uzamsal boyut (yükseklik, genişlik, derinlik) ve zaman dördüncü çeyrek daire olarak. Bu blok aynı anda tüm uzayı ve zamanı içerir – ve zaman akmaz. Artık kitle hakkında özel bir şey yok – bir gözlemciye şimdi gibi görünen şey, diğerine sadece geçmiş.

Ama eğer bu doğruysa, zaman deneyimimiz neden geçmişten geleceğe böylesine güçlü bir yolculuk yapıyor? Cevaplardan biri, evrende kaosun ölçüsü olan entropinin sürekli arttığıdır. ABD’deki Johns Hopkins Üniversitesi’nden fizikçi Sean Carroll, sayıları çalıştırdığınızda, erken evrenin çok düşük entropiye sahip olduğunu açıklıyor. “[The universe] Çok yapılandırılmıştı ve rastgele değildi ve biraz rahatlatıcıydı ve o zamandan beri sadece daha rastgele ve daha kaotik hale geldi.” Bu potansiyel olarak insan gözlemciler için bir zaman oku yaratıyor.

Evrenin neden bu kadar düşük entropi ile başladığını bilmiyoruz. Carol bunun nedeni olabileceğini öne sürüyor Biz bir çoklu evrenin parçasıyız Birçok farklı evren içerir. Böyle bir dünyada bazı evrenler, istatistiksel olarak konuşursak, düşük entropi ile başlamalıdır.

Öte yandan, Kanada’daki Western Ontario Üniversitesi’ndeki Rotman Felsefe Enstitüsü’nde fizik felsefecisi olan Emily Adlam, düşük entropili evrenimizin neden ortaya çıktığına dair gizemin, nihayetinde fiziğin var olduğu gerçeğinden kaynaklanan bir sorun olduğuna inanıyor. dır-dir varsayımlarla dolu zaman hakkında.

“Şahsen, zamanın akmadığını söylemekten yanayım,” diye açıklıyor. “Bu, dünyaya gömülü olmamızdan kaynaklanan bir tür yanılsama.” Sezgisi, temel düzeyde, bize öyle görünmese bile her şeyin bir anda olduğu yönünde.

Adlam, zamanı anlamanın en iyi yolunun onu doğa teorilerimizden tamamen çıkarmak, yani denklemlerden çıkarmak olduğunu savunuyor. İlginç bir şekilde, fizikçiler genel göreliliği kuantum mekaniği ile her şeyin bir “kuantum yerçekimi” teorisinde birleştirmeye çalıştıklarında, genellikle denklemlerden zaman kaybolur.

Deneyler ayrıca, kuantum mekaniği ve genel göreliliğin farklı kombinasyonlarını test etmeye yardımcı olarak zamanın doğasına ışık tutmaya da yardımcı olabilir. Natalia Ares, mühendis[{” attribute=””>University of Oxford, believes that studying the thermodynamics (the science of heat and work) of clocks may help. “By understanding clocks as machines, there are things that we can understand better about what the limits of timekeeping are,” she argues.

Host:

• Miriam Frankel, Podcast host, The Conversation

Interviewed:

• Emily Adlam, Postdoctoral Associate of the Philosophy of Physics, Western University
• Natalia Ares, Royal Society University Research Fellow, University of Oxford
• Sean Carroll, Homewood Professor of Natural Philosophy, Johns Hopkins University

This article was first published in The Conversation.