آیا فردا از پیش اتفاق افتاده است؟ فیزیکدانان معتقدند که زمان یک توهم است و وجود ندارد
1
زمان به‌قدری بدیهی به نظر می‌رسد که به‌ندرت وجود آن را زیر سؤال می‌بریم. ساعت‌هایمان تیک‌تاک می‌کنند، گذر ساعت‌ها را حس می‌کنیم و رویدادها را به یک خط زمانی واحد متصل می‌کنیم. اما در بسیاری از شاخه‌های فیزیک نظری، مفهوم زمان به‌عنوان موجودیتی که رو به جلو حرکت می‌کند، مورد بررسی دقیق قرار گرفته است.
برخی پژوهشگران ادعا می‌کنند که زمان ممکن است به‌صورت بنیادی وجود نداشته باشد. آن‌ها معتقدند باور عمیق ما به یک “اکنون” جاری ممکن است تنها یک فریب درک باشد.
توهم زمان در زندگی روزمره
زندگی روزمره ما به تعریف واضح گذشته، حال و آینده وابسته است. ما قبوضمان را به موقع پرداخت می‌کنیم. ساعت‌هایمان را برای بیدار شدن در صبح تنظیم می‌کنیم.
اینکه «معادلات فیزیک به ما نمی‌گویند چه رویدادهایی همین حالا در حال رخ دادن هستند» بیانی ناآرام‌کننده برای دانشمندان است.
این اظهارات شکاف میان درک ما از زمان و نحوه توصیف آن در معادلات مدرن را برجسته می‌کند.
این دیدگاه بی‌زمانی از طریق کارهای بسیاری از فیزیکدانان نظری، از جمله دکتر کارلو روولی، فیزیکدان نظری و استاد بازنشسته مرکز فیزیک نظری دانشگاه اِکس‌مارسی در فرانسه، تقویت شده است.
دکتر روولی روش‌هایی در گرانش کوانتومی حلقه‌ای توسعه داده که اغلب پارامتر زمان جهانی را حذف می‌کند.
زمان، فیزیک و شهود
شهود ما می‌گوید لحظه حال متمایز است، در حالی که آینده باز به نظر می‌رسد و گذشته ثابت. اما نظریه‌های اینشتین پیشنهاد می‌کنند که همه لحظات می‌توانند به‌طور مساوی واقعی باشند و هیچ اکنون جهانی وجود ندارد.
پژوهشگران نشان داده‌اند که گرانش می‌تواند ساعت‌ها را کند کند. برای مثال، زمان در سطح دریا کمی کندتر از بالای یک کوه می‌گذرد، چون در سطح دریا به گرانش زمین نزدیک‌تر هستید.
زمان نسبی است، به این معنا که می‌تواند بسته به سرعت حرکت یا نزدیکی به یک میدان گرانشی قوی، متفاوت عمل کند.
اگرچه این اثر را در روال روزمره خود احساس نمی‌کنیم، اما ساعت‌های اتمی آن را تأیید کرده‌اند. این آزمایش‌ها نشان می‌دهند که بازه‌های زمانی بسته به سرعت و میدان گرانشی می‌توانند متفاوت باشند.
حس جریان در وجود زمان
اگر به غرایز روزمره خود گوش کنیم، زمان به نظر می‌رسد که به جلو می‌شتابد و رویدادها را از آینده به گذشته می‌کشاند.
اما در نظریه نسبیت عام، هیچ قاعده‌ای که جریان جهانی را اجباری کند وجود ندارد. بسیاری از فیزیکدانان می‌گویند که مغز ما تجربه جریان را بر واقعیتی ایستا لایه‌گذاری می‌کند.
برخی پیشنهاد می‌کنند که آنچه ما «جریان زمان» می‌نامیم، از همبستگی میان اشیای فیزیکی به وجود می‌آید.
داستان‌ها و خاطرات ما ممکن است مسئول ساخت زنجیره‌ای از رویدادها باشند که ما به آن برچسب «قبل» و «بعد» می‌زنیم.
اینشتین و درک ما از زمان
نظریه‌های آلبرت اینشتین، به‌ویژه نظریه نسبیت، انقلابی در نحوه تفکر ما درباره زمان ایجاد کردند. در نظریه خاص نسبیت که در سال 1905 منتشر شد، اینشتین پیشنهاد کرد که زمان برای همه یکسان نیست.
برای مثال، اگر با سرعت بسیار بالا حرکت کنید یا نزدیک به یک جسم عظیم مانند سیاره‌ای باشید، زمان برای شما کندتر به نظر می‌رسد.
این مفهوم که به آن اتساع زمان می‌گویند، در آزمایش‌های مربوط به ذرات سریع و ماهواره‌های GPS اثبات شده است.
در نظریه نسبیت عام که در سال 1915 منتشر شد، اینشتین این ایده را گسترش داد و نشان داد که گرانش نیز می‌تواند بر زمان تأثیر بگذارد. هرچه میدان گرانشی قوی‌تر باشد، زمان کندتر می‌شود.
این نظریه‌ها کاملاً فهم ما از زمان را تغییر دادند – زمان یک زمینه ثابت و تغییرناپذیر برای هر آنچه اتفاق می‌افتد نیست. بلکه انعطاف‌پذیر است و بسته به شرایط می‌تواند کشیده شود، خم شود و تغییر شکل دهد.
پیچیدگی‌های کوانتومی در وجود زمان
مکانیک کوانتومی موضوع را پیچیده‌تر می‌کند. در فرمول‌بندی‌های سنتی، زمان به‌عنوان یک پارامتر مطلق در نظر گرفته می‌شود که در حالی که ذرات بین حالت‌های ممکن حرکت می‌کنند، جریان دارد.
اما آزمایش‌های کوانتومی نشان می‌دهند که هیچ ناظری نمی‌تواند یک «اکنون» جهانی را تعیین کند. برخی دانشمندان تلاش می‌کنند زمان را به‌طور کلی در نظریه‌های یکپارچه خود حذف کنند.
برای مثال، معادله ویلر-دی‌ویت، زمان را هنگام توصیف گرانش کوانتومی حذف می‌کند. به‌جای توصیف نحوه تکامل جهان، این معادله بر همبستگی‌های بین قسمت‌های مختلف یک کل تمرکز دارد.
زمان چیزی می‌شود که وقتی ناظران ساعت‌های محلی را از بافت بی‌زمان جدا می‌کنند، پدید می‌آید.
دنبال کردن پیکان
با وجود اصرار بر اینکه زمان ممکن است توهمی باشد، ما همچنان حسی از یک پیکان داریم که از گذشته به آینده اشاره می‌کند. ما تخم‌مرغ‌هایی را می‌بینیم که می‌شکنند نه اینکه دوباره سالم شوند و قهوه و شیر را می‌بینیم که مخلوط می‌شوند نه اینکه جدا شوند.
این ما را به رابطه زمان با آنتروپی، که معیاری از بی‌نظمی یا تصادفی بودن در یک سیستم است، می‌رساند.
طبق قانون دوم ترمودینامیک، آنتروپی در یک سیستم ایزوله همیشه به‌مرور زمان افزایش می‌یابد. به زبان ساده، چیزها به‌طور طبیعی از نظم به بی‌نظمی حرکت می‌کنند.
این بدان معناست که جریان زمان اغلب با افزایش آنتروپی همراه است، به همین دلیل است که زمان را همیشه در حال حرکت رو به جلو، از گذشته به حال و سپس آینده درک می‌کنیم – پیکان زمان.
شرایط آنتروپی پایین در زمان تولد جهان زمینه را برای فرآیندهای برگشت‌ناپذیر فراهم کردند. از این منظر، پیکانی که دنبال می‌کنیم در خود زمان تنیده نشده است. بلکه از یک روند آماری به سمت بی‌نظمی پدید می‌آید و این تصور را ایجاد می‌کند که رویدادها از زودتر به دیرتر ترتیب یافته‌اند.
ذهن انسان و وجود زمان
برخی کارشناسان معتقدند که روزی زمان را مانند پول خواهیم دید: یک ابزار حسابداری هوشمندانه به‌جای عنصری بنیادی از واقعیت.
با این وجود، انسان‌ها به زندگی کردن طوری که هر لحظه جدید واقعاً اهمیت دارد ادامه خواهند داد.
قلب‌های ما بر اساس ثانیه‌ها می‌زند، برنامه‌های روزانه ما به ساعت‌ها متکی است و روزهایمان را با این باور سپری می‌کنیم که «فردا» هنوز اتفاق نیفتاده است.
چه زمان یک توهم باشد، یک محصول جانبی از ترمودینامیک یا یک ویژگی ظهور یافته از قوانین عمیق‌تر، ما همچنان در زندگی روزمره‌مان به آن وابسته‌ایم.
شاید بزرگ‌ترین معما این نباشد که آیا زمان وجود دارد یا نه، بلکه این باشد که چرا مغز ما تا این حد به این مفهوم که بدون توقف در جریان است وابسته است و چرا رها کردن این ایده برای ما دشوار است.
آیا مغز ما روزی آن‌قدر تکامل پیدا می‌کند که بتواند ماهیت واقعی زمان را درک کند؟ فقط زمان می‌تواند پاسخ دهد.
