Page 18FCEBD2B-4FEB-41E0-A69A-B0D02E5410AERectangle 52 Przejdź do treści

Szanowni Państwo!

Już jest – nowy „Przekrój”, a w nim jak zwykle dużo wszystkiego! Piszemy o bliskich nam wartościach, dalekiej Japonii i jeszcze dalszej Wenus. Rozmawiamy z dziećmi i mądrymi dorosłymi, przyglądamy się snom i fraktalom. Wiosenny "Przekrój", jak można go nie kupić?

Kup numer wiosenny

Przekrój
Czas absolutny nie istnieje. Fizyka i subiektywne doświadczenia objaśniają nam, czemu tak jest.
2021-03-26 00:00:00
Big Think

„Czas jest elastyczny”
Dlaczego czas biegnie szybciej na szczycie góry niż u jej podnóża?

zdjęcie: Aron Visuals/Unsplash
„Czas jest elastyczny”
„Czas jest elastyczny”

Czas absolutny nie istnieje. Fizyka i subiektywne doświadczenia objaśniają nam, czemu tak jest.

Czyta się 5 minut

Weź dwa zegary. Pierwszy połóż na szczycie góry, drugi na plaży. A potem trochę odczekaj. Okaże się, że każdy z twoich zegarów pokazuje nieco inny czas. Dlaczego? Otóż im bliżej Ziemi, tym bardziej czas zwalnia. Wynika to z ogólnej teorii względności sformułowanej przez Einsteina: siła grawitacji ciała o dużej masie – np. takiego jak nasza planeta – zakrzywia czas i przestrzeń.

Naukowcy pierwszy raz zaobserwowali to zjawisko, zwane dylatacją czasu, badając np. wędrówki gwiazd w pobliżu czarnych dziur. W 2010 r. udało się jednak przeprowadzić eksperyment na znacznie mniejszą skalę. Wykorzystano dwa nieprawdopodobnie precyzyjne zegary atomowe, umieszczone jeden nad drugim. Odległość między nimi wyniosła zaledwie 33 cm, ale czas posuwał się wolniej w przypadku zegara, który znajdował się bliżej Ziemi.

Mówimy o maleńkich różnicach, lecz ich konsekwencje są niezwykle doniosłe. Otóż czas absolutny nie istnieje. Z perspektywy każdego zegara na świecie – i każdego z nas – czas biegnie nieco inaczej. Czy słowa „upływ czasu” w ogóle mają jakieś obiektywne znaczenie? Być może nie.

Zamów prenumeratę cyfrową

Z ostatniej chwili!

U nas masz trzy bezpłatne artykuły do przeczytania w tym miesiącu. To pierwszy z nich. Może jednak już teraz warto zastanowić się nad naszą niedrogą prenumeratą cyfrową, by mieć pewność, że żaden limit Cię nie zaskoczy?

Fizyka bez czasu

W książce Tajemnica czasu włoski fizyk Carlo Rovelli przypomina, że dla nas, ludzi, czas płynie tylko w jednym kierunku. Ale może to być kwestia subiektywnej percepcji. Kiedy bowiem przyglądamy się rzeczywistości w najmniejszej możliwej skali (wykorzystując równania grawitacji kwantowej), czas znika.

„Jeśli obserwuję mikrostan danego układu, różnica pomiędzy przeszłością i przyszłością się zaciera – pisze Rovelli. – Zgodnie z podstawowymi zasadami gramatyki rzeczywistości nie istnieje rozróżnienie »przyczyny« i »skutku«”.

Dlaczego więc z naszej perspektywy czas płynie naprzód? Rovelli przyznaje, że choć w mikroskali czas znika, zdarzenia, które obserwujemy na co dzień, następują jedno po drugim. Mówiąc inaczej, obserwujemy entropię. Porządek zmienia się w nieporządek. Zrobiwszy jajecznicę, nie da się odtworzyć jajka.

Ten zasadniczy aspekt czasu został opisany przez drugą zasadę termodynamiki. Powiada ona, że ciepło nie może przejść z ciała zimnego do ciepłego. Na przykład kostka lodu stopi się, jeśli wrzucić ją do filiżanki z ciepłą herbatą. Nigdy nie zdarzy się rzecz odwrotna. Rovelli sugeruje, że za sprawą podobnego mechanizmu potrafimy postrzegać wyłącznie przeszłość, a nie przyszłość.

„Za każdym razem, kiedy przyszłość da się jednoznacznie odróżnić od przeszłości, w grę wchodzi ciepło lub coś w tym rodzaju – pisze fizyk na łamach »Financial Timesa«. – Termodynamika pozwala nam cofnąć się w czasie do stanu »niskiej entropii w przeszłości«. To bardzo tajemniczy stan, wywołujący liczne spory”.

Rovelli dodaje:

„Wzrost entropii wyznacza kierunek strzałki czasu i umożliwia istnienie śladów przeszłości. Z kolei ślady te umożliwiają istnienie wspomnień, którym zawdzięczamy poczucie własnego »ja«. Podejrzewam, że »upływ czasu« należałoby badać, analizując strukturę ludzkich mózgów. Fizyka nie ma tu wiele do powiedzenia. Ewolucja ukształtowała nasze mózgi jako maszyny wykorzystujące wspomnienia do przewidywania przeszłości. Stąd właśnie bierze się upływ czasu. Prawdopodobnie powinna zająć się nim neurologia, a nie fizyka. Ta druga nie wyjaśni raczej, dlaczego czujemy, że czas płynie”.

Naukowcy wciąż wiedzą za mało na temat sposobu, w jaki postrzegamy czas. Nie potrafią też do końca wyjaśnić, czemu czas zachowuje się różnie w zależności od skali. Jedno jest pewne: nasza indywidualna percepcja czasu charakteryzuje się zaskakującą elastycznością.

Dziwna subiektywność

Czas biegnie inaczej na szczycie góry, a inaczej na plaży. Nie potrzebujesz jednak wspinaczki, by doświadczyć dziwnych zaburzeń percepcji czasu. Weźmy prosty przykład: w momentach silnego lęku twój mózg uwalnia duże ilości adrenaliny, przez co zegar wewnętrzny przyspiesza. Wszystko dookoła wydaje się wówczas poruszać w zwolnionym tempie.

Inne zaburzenia występują, kiedy skupiamy uwagę.

„Jeśli próbujesz ocenić upływ czasu w danej chwili, najważniejszym czynnikiem wpływającym na twoją percepcję będzie to, czy zwracasz na niego uwagę – mówi w rozmowie z »Gizmodo« Aaron Sackett, profesor marketingu na Uniwersytecie św. Tomasza. – Im bardziej koncentrujesz się na upływie czasu, tym wolniej mijają sekundy. Jeśli natomiast twoją uwagę odwróci coś interesującego albo pogrążysz się w marzeniach na jawie, czas bardzo przyspieszy. Mówi się niekiedy, że czas biegnie szybko, gdy człowiek dobrze się bawi, ale to nie do końca prawda. Czas biegnie szybko, gdy myślisz o czymś innym, np. kiedy wdasz się w jakąś zaciekłą kłótnię lub stresujesz się przed czekającym cię wystąpieniem. W żadnym z tych dwóch przypadków nie można mówić o dobrej zabawie. Mimo to czas przyspiesza”.

Inną, niezwykle zagadkową, przyczyną zaburzeń percepcji czasu są substancje psychodeliczne. W wywiadzie udzielonym „Guardianowi” Rovelli wspominał swoje eksperymenty z LSD:

„Było to niezwykle silne przeżycie, również intelektualne. Wydawało mi się, że czas się zatrzymał. W moim umyśle działy się różne rzeczy, ale wskazówki zegara się nie poruszały. Wszystko ustało. Struktura rzeczywistości została zanegowana”.

Mało który naukowiec czy filozof uważa, że czas jest w stu procentach złudzeniem.

„Czas to bogate, złożone i wielowarstwowe pojęcie – mówi Rovelli w rozmowie z »Physics Today«. – Niektóre jego aspekty odnoszą się tylko do wybranych sfer lub do zjawisk o ściśle określonej skali. Nie znaczy to jednak, że mamy do czynienia z iluzją”.

Z pewnością jednak nie możemy mówić o czasie absolutnym. Nawet jeśli płynie on zawsze w tym samym kierunku, to na pewno w różnym tempie z perspektywy różnych osób – a nawet z perspektywy twojego umysłu. 

Ten tekst pierwotnie ukazał się na łamach Big Think.

Data publikacji:

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!

okładka
Dowiedz się więcej

Prenumerata
Każdy numer ciekawszy od poprzedniego

Zamów już teraz!