Mokslo ir technologijų pasaulis

Paprastas žmonos klausimas, ar remiantis fizikos dėsniais iš tiesų žmogus gali keliauti laiku, paskatino fiziką Richardą Mullerį imtis pamatinio klausimo, kuris nedavė jam ramybės per visą jo karjerą: „Kodėl laiko strėlė nenumaldomai juda link ateities nuolat sukurdama naujus „dabar“?

Kaip skelbia portalas „futurity.org“, savo šiais metais išleistoje knygoje „DABAR: laiko fizika“ R. Mulleris nagrinėja, kaip istoriškai kito filosofų ir mokslininkų laiko samprata, atskleidžia fizikų tendenciją aptakiai kalbėti apie laiko tėkmę, paneigia populiarųjį paaiškinimą apie laiko strėlę ir siūlo visiškai naują teoriją.

Jo idėja: laikas plečiasi, nes erdvė plečiasi. „Naujas fizikos principas yra tas, kad erdvė ir laikas yra susiję. Kai sukuriama nauja erdvė, sukuriamas ir naujas laikas“, – sakė Kalifornijos universiteto profesorius emeritas R. Mulleris.

Komentuodamas jo teoriją, astrofizikas Neilas deGrasse'as Tysononas rašė: „Galbūt jis teisus. Galbūt ir ne. Tačiau jis paaiškina, kas yra laikas ir kaip ir kodėl mes suvokiame ji taip, kaip suvokiame“.

„Laikas iki šiol buvo pagrindinė kliūtis, trukdanti mūsų visatos suvokimui, – teigia R. Mulleris. – Per visą mano karjerą esu ne kartą skaitęs daugybę nesąmonių apie laiką. Tuomet pradėjau mąstyti apie tai ir suvokiau, kad turiu labai daug ką pasakyti, nes daugelį dešimtmečių tai dėsčiau, apie tai galvojau, man ši tema ilgą laiką nedavė ramybės, turėjau sumąstęs tikrai įdomių būdų pristatyti šį klausimą ir turėjau visai naujų idėjų, kurios nebuvo aptariamos mokslinėje literatūroje.“

„Dabar“ kilmė

Nuo pat Didžiojo sprogimo prieš 13,8 mlrd. metų Visata nuolat auga, ir fizikai gali tai išmatuoti pagal Hablo dėsnį. Jie nemąsto apie tai kaip žvaigždžių tolimą viena nuo kitos, bet kaip apie žvaigždžių būvimą erdvėje, kuri nuolat plečiasi.

R. Mulleris remiasi Alberto Einšteino reliatyvumo teorija, kuri paaiškina viską – nuo juodųjų skylių iki Visatos evoliucijos. Ji teigia, kad egzistuoja keturmatė erdvė. Ir plečiasi ne tik erdvė, sako R. Mulleris. Plečiasi erdvėlaikis. Ir mes esame ant tos bangos, kurią vadiname „dabar“, keteros.

„Su kiekviena akimirka Visata tampa šiek tiek didesnė, ir atsiranda šiek tiek daugiau laiko, ir būtent tas laiko kraštas ir yra tai, ką mes vadiname „dabar“, – rašo R. Mulleris. – Ateitis dar neegzistuoja ... ji yra kuriama. „Dabar“ yra riba, šokiruojantis frontas, naujas laikas, ateinantis iš niekur, laiko kraštas.“

Fizikas teigia: kadangi ateitis dar neegzistuoja, mes negalime keliauti į ateitį. Jis aiškina, kad lygiai taip pat neįmanoma nukeliauti į praeitį, nes norint atsukti laiką atgal reikės sumažinti, bent jau vietiškai, erdvę Visatoje.

To nebūna. Taip įvyksta tik tuomet, kai sprogsta žvaigždė ar išnyksta juodoji skylė. Tačiau tai laiką sumažina be galo nežymiai, kad toks poveikis pasislepia kvantiniame neapibrėžtume. Tokį atvejį fizikai vadina kosmine cenzūra.

„Vienintelis pavyzdys, kurį galiu sugalvoti, yra juodosios skylės išgaravimas. Ir tokiu atveju jis yra cenzūruojamas. Todėl nesugalvojau jokio kito būdo atsukti laiką. Todėl mano pagrindinė išvada yra ta, kad kelionės laiku yra neįmanomos“, – sakė mokslininkas.

Besijungiančios juodosios skylės

R. Mullerio teorija, paaiškinanti laiko tėkmę, privedė prie bendradarbiavimo su Kalifornijos technologijų instituto (Caltech) teoretiku Shaunu Maguire'u. Kartu jie birželį internete paskelbė mokslinį darbą, kuriame tą teoriją paaiškina išsamiau panaudodami matematinius metodus.

Ją patikrinti jie siūlo LIGO observatorijai, kurioje fiksuojamos gravitacinės bangos, kurias sukelia besijungiančios juodosios skylės. Jeigu R. Mulleris ir Sh. Maguire'is yra teisūs, tuomet kai dvi juodosios skylės susijungia, jos sukuria naują erdvę, todėl jos turėtų sukurti ir naują laiką, kas turėtų pavėlinti gravitacinės bangos signalą, kurį LIGO fiksuoja iš Žemės.

„Dviejų juodųjų skylių susijungimas sukuria milijonus kubinių mylių naujos erdvės, kas reiškia vienkartinį naujo laiko sukūrimą“, – teigia R. Mulleris.

Pirmasis juodųjų skylių susijungimas, kurį užfiksavo LIGO, įvyko 2016 metų vasarį. Tuomet susijungė dvi skylės, kurios buvo tokio dydžio kaip maždaug 29 ir 36 Saulės. Jų susijungimas turėjo sukurti maždaug 1 milisekundę naujo laiko, o tai yra netoli LIGO fiksavimo lygio. Panašus atvejis trečdaliu mažesniu atstumu leistų LIGO užfiksuoti naujai sukuriamą laiką.

„Tikiuosi prieštaringų vertinimų!“

Nepaisant to, ar R. Mulerio teorija pasitvirtins ar ne, jo knygoje išdėstytos idėjos skamba įtikinamai. „R. Mulleris tiesia naują kelią. Tikiuosi prieštaringų vertinimų!“ – 2011 metais Nobelio fizikos premiją už visatos plėtimosi greitėjimo atradimą gavęs Kalifornijos universiteto profesorius Saulas Perlmutteris.

R. Mulleris inicijavo projektą, kuris leido padaryti tą atradimą, kuomet buvo matuojami supernovų atstumai ir greičiai. Šis atradimas leidžia teigti, kad laiko progresija taip pat greitėja ir greitėjimą skatina tamsioji energija.

Rašydamas savo knygą R. Mulleris nagrinėjo ankstesnius laiko strėlės paaiškinimus ir atrado, kad daugelį filosofų ir mokslininkų glumino tas faktas, kad mes visuomet gyvename „dabar“. Nuo Aristotelio ir Augustino iki Paulo Diraco – antimedžiagos, kurią galima laikyti normalia medžiaga, keliaujančiu laiku atgal, atradėjo – iki Alberto Einšteino.

Filosofai nebijojo reikšti savo nuomonės šiuo klausimu. O dauguma fizikų iš esmės šios temos vengė. „Nė vienoje fizikos teorijoje nėra minima laiko tėkmė. Laikas tiesiog buvo platforma, kurios pagrindu darydavai savo skaičiavimus. Nebuvo minima nei „dabar“, nei laiko tėkmė, – sako R. Mulleris. – Iki A. Enšteino niekam nekilo minties studijuoti pačio laiko. A. Einšteinas suteikė fizikai laiko dovaną.“

Tačiau A. Einšteinas nesugebėjo paaiškinti laiko tėkmės į ateitį, vietoj jos tėkmės į praeitį, nepaisant to, kad fizikos teorijos lygiai taip pat gerai veikia judant laike į priekį ir atgal. Ir nors jam pavyko paskaičiuoti skirtingus laiko rodiklius, priklausomai nuo greičio ir gravitacijos, jis neįsivaizdavo, kodėl laikas iš viso juda.

Dabar vyraujančią idėją apie laiko kryptį iškėlė Arthuras Eddingtonas, padėjęs patvirtinti bendrą A. Einšteino reliatyvumo teoriją. A. Eddingtonas iškėlė mintį, kad laikas juda link augančios netvarkos Visatoje, arba entropijos. Kadangi antrasis termodinamikos dėsnis teigia, kad entropija niekada nemažėja, laikas visuomet didėja.

Ar Stephenas Hawkingas buvo neteisus?

Nuo tada šis paaiškinimas įsivyravo. Net S. Hawkingas savo knygoje „Trumpa laiko istorija“ nesigilina į laiko tėkmės klausimą, tik teigia, kad „akivaizdu“, jog augantis laikas kyla iš entropijos. Tačiau R. Mulleris ginčija, jog tai yra akivaizdu. Tai tiesiog klaidinga nuomonė. Gyvenimas ir viskas, ką mes darome Žemėje, nuo namų statymo iki arbatos puodelių gaminimo, mažina vietinę entropiją, nors bendra visatos entropija didėja.

„Mes nuolat atsikratome entropijos pertekliaus kaip šiukšlių išmesdami ją į amžinybę išspinduliuodami šilumą, – teigia R. Mulleris. – Visatos entropija neišnykta, tačiau vietinė entropija, Žemės, gyvenimo ir civilizacijos entropija nuolat mažėja.“

„Savo pirmojo eksperimento metu, kuomet matavau kosmoso mikrobangų radiaciją, suvokiau, kad toje spinduliuotėje yra 10 mln. kartų daugiau entropijos negu visoje Visatos masėje, ir ji bėgant laikui nesikeičia. Tačiau laikas progresuoja, – sakė jis. – Mintis yra ta, kad entropijos nustatyta laiko strėlė nedaro jokių prognozių. Tai tiesiog pareiškimas apie ryšį. Ir teigti, kad tai yra priežastis yra nelogiška.“

Savo knygoje R. Mulleris paaiškina įvairius paradoksus, kurie kyla dėl to, kaip reliatyvumo ir kvantinės mechanikos teorijos vertina laiką, įskaitant ir Schrodingerio katės paradoksą ir kvantinį susiejimą. Nė viena iš šių teorijų nekalba apie laiko tėkmę. Teorijos apie „kirvarpų landas“, kurios leidžia keliauti po Visatą ar atgal į praeitį, yra spekuliatyvios ir daugeliu atvejų klaidingos.

R. Mulleris pripažįsta, kad jo naujoji laiko teorija gali turėti matomą poveikį tik kosmose, kaip mūsų raudonojo poslinkio interpretacija. Šį poslinkį sukelia šviesos bangų plėtimasis plečiantis erdvei. Jis turėtų būti modifikuotas, kad atspindėtų tuo pat metu vykstančią laiko plėtrą.

Šiuos du efektus gali būti sunku atskirti per visą Visatos istoriją. Tačiau laiko sukūrimas gali būti įžiūrimas spartaus kosminio plėtimosi, kuris įvyko tuoj po Didžiojo sprogimo, kuomet erdvė ir laikas plėtėsi gerokai greičiau nei dabar, metu.

R. Mulleris yra optimistiškai nusiteikęs ir tiki, kad per ateinančius kelerius metus LIGO observatorijai pavyks patvirtinti ar paneigti jo teoriją. „Manau, kad mano teorija turės įtakos pačios ankstyvosios visatos skaičiavimams, – sako jis. – Nemanau, kad ji kaip nors paveiks mūsų kasdienį gyvenimą. Tačiau ji yra labai įdomi.“