Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Dowody na upływ czasu

Cały czas korzystamy z zegarków. Ale co one właściwie odmierzają? Wyjaśnia to nasz ekspert – Kazuya Koyama.

Badania podstawowe

Rano dzwoni budzik. Idziesz na przystanek, z którego autobus zabierze Cię do pracy. Robisz sobie przerwę na posiłek. Spieszysz się, by zdążyć na autobus do domu. Wychodzisz pobiegać przez godzinę. Jesz kolację. Kładziesz się spać. I tak w kółko. Jedni się rodzą, inni umierają. Powstają nowe państwa, upadają imperia. Wszystko jest związane z upływem czasu, którego nie możemy jednak zobaczyć ani dotknąć. Więc skąd wiemy, że naprawdę istnieje? „W fizyce istnieje pojęcie czasu absolutnego, które jest używane do opisywania różnych zmian jako sekwencji zdarzeń”, mówi Koyama. „Do opisu ruchu używamy fizyki newtonowskiej, w której czas stanowi niezbędny element”. Do dziś klasyczne newtonowskie założenie, że czas płynie tak samo w całym wszechświecie, jest dobrym przybliżeniem tego, jak ludzie doświadczają czasu w swoim codziennym życiu. Bez względu na to, w jakim miejscu jesteśmy, Londynie, Tokio czy Buenos Aires, czas upływa nam w takim samym tempie i synchronizujemy zegary w ten sam sposób.

Nie ma czasu bez przestrzeni

Fizycy zdali sobie jednak sprawę, że czas może faktycznie zachowywać się inaczej i nie płynie tak równomiernie, jak sądził Newton. „Kiedy mówimy o czasie, musimy również myśleć o przestrzeni – są nierozłączne”, mówi profesor. „Nie można rozważać ich oddzielnie, bo sposób, w jaki obiekt porusza się w przestrzeni, decyduje o tym, w jaki sposób doświadcza czasu”. Tak więc czas, którego doświadczamy, zależy od naszej prędkości w przestrzeni, zgodnie ze szczególną teorią względności Einsteina opisującą jak prędkość wpływa na masę, czas i przestrzeń. Natomiast zgodnie z ogólną teorią względności Einsteina, grawitacja dużego obiektu może wpływać na szybkość upływu czasu. Przeprowadzono wiele eksperymentów, w ramach których to udowodniono. Fizycy odkryli także, że czarne dziury zakrzywiają czasoprzestrzeń znajdującą się w ich bezpośrednim sąsiedztwie z powodu swoich ogromnych pól grawitacyjnych. Koyama nadal prowadzi badania związane z tym tematem przy wsparciu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych. „Dobrą analogią, która pomaga zrozumieć ten koncept, jest sposób, w jaki działa system nawigacji satelitarnej”, dodaje uczony. „GPS działa dzięki sieci satelitów krążących wokół Ziemi. Znajdują się one bardzo wysoko, więc grawitacja działa na nie słabiej. Dlatego czas powinien płynąć tam szybciej niż na ziemi, gdzie grawitacja jest silniejsza. Ale satelity poruszają się wokół naszej planety z bardzo dużą prędkością, co w efekcie pomaga spowolnić czas, kompensując brak grawitacji”. Zrozumienie tych oddziaływań i ich wzajemnego wpływu ma zasadnicze znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania globalnej sieci GPS. A spójna teoria czasu, która wyjaśnia, jak poruszają się obiekty, ma tu kluczowe znaczenie. Zatem zegary nie kłamią – czas istnieje i płynie niezależnie od naszej percepcji.

Czy kiedykolwiek będziemy mogli cofnąć się w czasie?

Na to pytanie Koyama, profesor kosmologii na Uniwersytecie w Portsmouth, odpowiada następująco: „By podróże w czasie stały się możliwe, musielibyśmy odkryć zupełnie nowy rodzaj materii, która zmieniałaby krzywiznę czasu i przestrzeni. Taka materia musiałaby mieć właściwości, które po prostu nie występują w warunkach naturalnych. My, fizycy, jesteśmy przekonani, że cofnięcie się do przeszłości jest niemożliwe, choć przyjemnie jest o tym fantazjować”. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o badaniach Koyamy: Ogólna teoria względności właśnie została zakwestionowana

Słowa kluczowe

CosTesGrav, czas, przestrzeń, ogólna teoria względności, szczególna teoria względności, grawitacja, czarne dziury, podróże w czasie