Smadret ur

Fysiker vil avskaffe tiden

Forstår vi tiden, forstår vi alt. Tid er nøkkelen til universets dypeste hemmeligheter – men noen forskere mener at første skritt ligger i å forstå at tiden ikke finnes.

Forstår vi tiden, forstår vi alt. Tid er nøkkelen til universets dypeste hemmeligheter – men noen forskere mener at første skritt ligger i å forstå at tiden ikke finnes.

Shutterstock

Et egg ligger knust på gulvet. Plutselig begynner plomme, hvite og skall å samle seg. Plommen finner sin runde form, hviten samler seg rundt den, og fragmentene av skallet fyker på plass.

Det høres vanvittig ut, for alle kan med egne øyne konstatere at egg kan gå i stykker, men ikke samle seg igjen.

Grunnen er, sier vi, at tiden bare går i én retning. Framover. Men trenger den å gjøre det?

Ikke nødvendigvis, lyder svaret til fysikeren Carlo Rovelli.

Ser vi på universets helt grunnleggende bestanddeler og naturlover, må vi lete forgjeves etter tiden. For de minste partiklene er forlengs og baklengs ett fett.

Og da kan et egg faktisk samle seg igjen.

Tiden går, og den går alltid i samme retning – tror vi. Men for fysikeren Carlo Rovelli er ikke tiden en grunnleggende størrelse. I stedet oppstår den i vårt begrensede syn på verden.

Æggeskal og atomer
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

1. Allting blir mer rotete

En gruppe partikler – som de som utgjør et egg – vil med mye større sannsynlighet bevege seg mot en tilstand av større uorden, også kalt entropi, enn mot mindre uorden. Derfor kan et egg knuses, men ikke samle seg igjen.

Æggeskal og atomer
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

2. Uorden finnes ikke blant atomer

Loven om entropi gjelder bare for makroskopiske gjenstander. For de enkelte partiklene i et egg er det likegyldig om egget er helt eller knust. For dem er det like sannsynlig at hendelsene utvikler seg den ene som den andre veien.

Æggeskal i bevægelse
© Ken Ikeda Madsen/Shutterstock

3. Tiden er ikke grunnleggende

Fordi tid ikke spiller en rolle blant de minste partiklene, mener fysikeren Carlo Rovelli at tiden bør skrives helt ut av fysikkens lover. Rovellis univers består av et nettverk av hendelser som ikke er ordnet i tid.

Framtiden er mer sannsynlig

I dag prøver teoretiske fysikere å nærme seg tiden på utradisjonelle måter.

Selv om tidens gang er åpenbar for oss alle, er fysikere som italienske Carlo Rovelli overbevist om at tid i bunn og grunn er en illusjon.

Rovelli er bare den siste i en lang rekke forskere som har forsøkt å få bedre grep om tiden. En av de mest betydningsfulle var den østerrikske fysikeren Ludwig Boltzmann.

Han brakte oss i 1877 litt nærmere en avklaring av hva som skiller fortid, nåtid og framtid da han fant fram til en formel for entropi – et uttrykk for graden av uorden.

Ikke bare måler vi bevegelse med tid, men også tid med bevegelse, for de definerer hverandre. Aristoteles – Filosof

Når vi alltid beveger oss fra fortid mot framtid, for eksempel fra et helt til et knust egg, og ikke tvert om, skyldes det at entropien alltid stiger.

Det gjør den fordi det er umåtelig mange flere måter der molekylene i egget kan være spredt på – når det er slått i stykker – enn når molekylene er samlet i et helt egg.

Det er altså mye større sannsynlighet for at bestanddelene i egget befinner seg i en knust form enn som et samlet hele.

Når tiden går, gir det mening at hendelser skjer i en rekkefølge der det usannsynlige – at egget er helt – erstattes av det mer sannsynlige – at egget er knust.

Rent teoretisk er det ikke umulig at egget kan samle seg igjen og sveve opp på bordet – det er bare ekstremt usannsynlig.

Tidsrejser Ormehuller Tid
© Shutterstock

Tiden må omstartes

Nå vil fysikerne tenke nytt om tiden, for fysikkens lover har løpt fra den.

Les mer her.

Boltzmanns teori om entropi sier ikke hva tiden er for noe, helt grunnleggende, bare hvilken retning den ser ut til å ha.

Den forutsetter for øvrig at universet begynte med en ekstrem orden, slik at det gjennom milliarder av år kan bli stadig mer rotete.

Og så har teorien en helt avgjørende begrensning: Den gir bare mening for gjenstander som er satt sammen av mange elementærpartikler.

Hvis forskerne i stedet ser på de enkelte elementærpartiklene hver for seg, er det ingen foretrukken retning for tiden – den går like godt begge veier.

Einstein utslettet nået

Boltzmanns entropi gir oss ikke en grunnleggende forklaring på tid. En slik forklaring krever en teori som ikke bare kan inneholde vår oppfatning av tidens gang og retning, men også tiden som en fjerde dimensjon.

I 1905 kom fysikeren Albert Einstein fram til at tiden ikke går i en fast takt overalt i universet.

Med sin spesielle relativitetsteori viste Einstein at tidens gang er avhengig av hastigheter, og derfor vil to klokker komme ut av takt hvis den ene beveger seg raskere enn den andre.

Tiden er en ekstra dimensjon: Det er ikke slik at alle beveger seg like raskt gjennom den.

For oss overbeviste fysikere er skillet mellom fortid, nåtid og framtid bare en illusjon, selv om den er solid. Albert Einstein – Fysiker

Og i 1915 fant Einstein ut at det ikke bare er forskjell på hastigheter som får klokker til å komme ut av takt. Med sin generelle relativitetsteori koblet han rom og tid og forklarte tyngdekraft som en krumming i romtiden.

All materie i universet påvirker både rommet og tiden rundt seg, så jo nærmere du er et tungt legeme, desto langsommere går tiden.

Når tiden er bøyelig, kan vi ikke lenger bli enige om et «nå», og vi har ingen felles forståelse av hva som er fortid og framtid.

Teorien passer dårlig med intuisjonen vår, men utallige eksperimenter har bekreftet den.

Newton forkastet de gamle grekernes tanker og gjorde tiden ensrettet og taktfast. Men Einsteins banebrytende teorier bøyde tiden til det ugjenkjennelige.

Aristoteles
© Ludovisi Collection

Aristoteles legger vekt på bevegelse

Aristoteles (384–322 f.Kr.) forklarer at tid er avhengig av endringer. Uten bevegelse eller endring er det heller ingen tid. Tiden kan måles ved å telle antallet bevegelser, men samtidig er tiden kontinuerlig.

Isaac Newton
© Isaac Newton Institute

Newton tror på taktfast tid overalt

Isaac Newton (1643–1727) mener at tiden går i en fast takt overalt i universet. Tidens gang er upåvirket av hvem som måler den, hva som skjer, og hvor det skjer. Selv om allting forsvant, ville tiden gå ufortrødent videre.

Albert Einstein
©

Einstein strekker ut tiden

Albert Einstein (1879–1955) kommer fram til at tiden ikke går likt for alle. Rom og tid henger sammen og kan bøyes og strekkes. Tidens gang er avhengig av hastighet og til avstanden mellom gjenstander. Teorien bekreftes i utallige forsøk.

Ny teori klarer seg uten tid

Konsekvensen av Einsteins teori er at tiden ikke er lineær, men relativ og bøyelig. Carlo Rovelli tar et skritt videre. Han arbeider med en teori som kombinerer Einsteins relativitetsteori med kvantemekanikken på en slik måte at tid ikke inngår i det hele tatt.

I kvantemekanikken har naturen en tendens til å være delt i små, avgrensede porsjoner. Rovelli er overbevist om at det også gjelder selve rommet.

I teorien, som kalles loopkvantegravitasjon, består rommet av uhyre små løkker, hver på om lag 10⁻³⁵ meter, som er vevd sammen i et ekstremt finkornet nettverk. Mindre størrelser eksisterer rett og slett ikke i denne teorien.

I Rovellis teori er verken rom eller tid grunnleggende størrelser, men i stedet noe som oppstår på grunn av relasjoner mellom de små løkkene. Det er ingen fortid eller framtid, bare fysiske størrelser som utvikler seg i forhold til hverandre.

Carlo Rovelli

Fysikeren Carlo Rovelli mener at tid ikke eksisterer på universets mest grunnleggende nivå.

© Massimiliano Donati/Alamy/ImageSelect

Tiden finnes ikke egentlig. I stedet finnes hendelser – litt som da den greske filosofen Aristoteles tenkte at tid bare eksisterer som et mål for endringer, for hvis ingenting skjedde, ville ikke tiden gå.

Når vi likevel oppfatter tidens faste gang og har en sikker fornemmelse av retningen, skyldes det ifølge Rovelli vår begrensede synsvinkel og manglende kunnskap om universets bestanddeler.

Vi vekselvirker bare med en liten del av verden, så vi trenger ikke bekymre oss for relativitetsteoriens bøyelige tid, og vi ser ikke det mikroskopiske nettverket av hendelser i kvantemekanikkens underliggende virkelighet.

Hvis vi kjente sammenhengen mellom alle hendelser i universet, ville vi vært hevet over tiden. Men i den grovkornede makroskopiske verden ser tiden ut til å gå framover selv om den ikke eksisterer i de fysiske lovene som beskriver universet på det aller mest grunnleggende planet.

Hva er universet
© Shutterstock

Universet har blitt skjevt

En rekke nye oppdagelser har fått fysikkens grunnsøyle til å vakle. Hvis de blir bekreftet, må vi omskrive alt det vi vet om universet.

Les mer her.

Ikke alle er enige med Rovelli; for eksempel heller fysikeren Lee Smolin mer til at det tvert imot er tiden som er den mest grunnleggende størrelsen. Resten av universet, til og med selve rommet og alle fysiske lover, stammer fra tiden.

Smolin nøler ikke med å kalle spørsmålet om tidens natur for det viktigste innenfor teoretisk fysikk – og selv om fysikerne ikke er enige om hva tid er, har de ikke gravd seg ned i hver sin skyttergrav.

I stedet utveksler de tanker i et felles forsøk på å skape en altomfattende teori som også forklarer tiden.

De er enige om at en bedre forståelse av tid er helt avgjørende hvis vi skal komme fram til en teori om allting. Om universet har et iboende urverk eller ikke, vil tiden vise.