Fysiker vil avskaffe tiden

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.