Vergangenheit. Das Geschenk. Zukunft. Für die Physik sind sie alle gleich. Für Sie, mich und alle anderen bewegt sich die Zeit jedoch nur in eine Richtung: von Erwartungen zu Erfahrungen und Erinnerungen. Diese Linearität wird als Zeitachse bezeichnet (manchmal auch als Zeitpfeil bezeichnet), und einige Physiker glauben, dass sie sich nur für Menschen und andere Arten, die ihre Bewegung nur auf diese Weise wahrnehmen können, in eine Richtung bewegt.
Die Frage der Zeitachse wird seit geraumer Zeit von Wissenschaftlern geklärt. Und sein Hauptaspekt ist nicht, ob überhaupt Zeit existiert, sondern in welche Richtung sich diese Zeit tatsächlich bewegt. Viele Physiker glauben, dass sich die Zeit manifestiert, wenn eine ausreichende Anzahl winziger Elementarteilchen, die individuell durch ziemlich seltsame Gesetze der Quantenmechanik gesteuert werden, miteinander zu interagieren beginnen und Verhalten zeigen, das bereits mit den klassischen Gesetzen der Physik erklärt werden kann. Auf den Seiten der neuesten Ausgabe der deutschen Zeitschrift Annalen der Physic (dieselbe Zeitschrift, auf deren Seiten Einsteins Artikelserie über allgemeine und spezielle Relativitätstheorien veröffentlicht wurde) behaupten zwei Wissenschaftler, dass die Schwerkraft nicht stark genug istso dass absolut alle Objekte im Universum dem Prinzip der Richtung der Zeitachse Vergangenheit - Gegenwart - Zukunft folgen. Stattdessen glauben Wissenschaftler, dass die Zeitachse selbst von externen Beobachtern erstellt wird.
Eines der wichtigsten modernen Probleme in der Physik ist die Anpassung der Quantenmechanik an die klassischen. In der Quantenmechanik können Teilchen Überlagerungen haben. Zum Beispiel kann ein Elektron an zwei Orten gleichzeitig existieren und es ist unmöglich herauszufinden, welches ist, bis Sie eine Beobachtung machen. Hier ist der Hauptaspekt die Wahrscheinlichkeit. Das Herausfinden des Ortes kann nur experimentell erfolgen.
Die Regeln ändern sich jedoch dramatisch, wenn Elektronen beginnen, mit anderen Objekten zu interagieren, beispielsweise mit Luftatomen oder als Teil von Staubpartikeln und im Allgemeinen allen Arten von Materie. Hier treten die Regeln der klassischen Mechanik in Kraft, und die Schwerkraft wird zum wichtigsten Faktor für die Wechselwirkung dieser Teilchen.
"Die Position des Elektrons, jedes Atoms, wird durch die Wahrscheinlichkeit gesteuert", sagt Yasunori Nomura, Physiker an der University of California in Berkeley.
Sobald sie jedoch beginnen, mit größeren Teilchen zu interagieren oder Teil eines Objekts wie eines Baseballs zu werden, werden alle diese individuellen Wahrscheinlichkeiten ihrer Position gemischt und die Wahrscheinlichkeit, dass sich all diese Elektronen überlagern, verringert. Daher werden Sie nie sehen, wie derselbe Baseball an zwei Stellen gleichzeitig sein kann - im Handschuh des Fängers und beim Fliegen aus dem Spielfeld.
Der Moment, in dem die Physik der Elementarteilchen mit der klassischen Mechanik kollidiert (verschmilzt), wird Dekohärenz genannt. Aus physikalischer Sicht geschieht dies, wenn die Richtung des Zeitflusses mathematisch signifikant wird. Viele Physiker glauben, dass die Zeitachse genau das ist, was aus der Dekohärenz kommt.
Die bekannteste Theorie, die das Dekohärenzprinzip erklärt, ist die Wheeler-DeWitt-Gleichung. Die Theorie erschien 1965, als der Physiker John Wheeler lange am Flughafen in North Carolina (USA) bleiben musste. Um die Zeit totzuschlagen, bat er seinen Kollegen Bruce DeWitt, ihn zu treffen. Die beiden Wissenschaftler trafen sich und begannen, wie gewöhnlich, über verschiedene Theorien zu sprechen und "mit Zahlen zu spielen". Irgendwann kamen beide auf eine Gleichung, die Wheeler (da DeWitt skeptischer gegenüber der Sache war) für eine Nahtstelle zwischen Quanten- und klassischer Mechanik hielt.
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Die Theorie erwies sich als unvollkommen. Es stellte sich jedoch als sehr wichtig für die Physik heraus. Viele Wissenschaftler sind sich einig, dass dies ein wichtiges Instrument ist, um alle Kuriositäten des Dekohärenzprozesses und der sogenannten Quantengravitation zu verstehen.
Trotz der Tatsache, dass die Zeitvariable nicht in der Gleichung enthalten ist (in der Physik wird die Zeit durch den Übergang eines Objekts von einem Ort zum anderen oder durch eine Änderung seines Zustands gemessen), schafft sie die Grundlage für die Verknüpfung von allem im Universum.
In einem neuen wissenschaftlichen Artikel sagen jedoch zwei Wissenschaftler, dass in der Wheeler-DeWitt-Gleichung die Schwerkraft die Zeit zu langsam beeinflusst, um als universelle Zeitachse akzeptiert zu werden.
„Wenn man sich die Beispiele ansieht und die Berechnungen durchführt, stellt sich heraus, dass die Gleichung nicht erklärt, wie die Richtung der Zeit erscheint“, sagt Robert Lanza, Biologe, Polymath und Mitautor des Artikels. (Lanza ist ein Befürworter des Biozentrismus - der Theorie, dass das biologische Leben die Realität um uns herum, die Zeit und das Universum schafft - das heißt, das Leben schafft das Universum und nicht umgekehrt).
Der Wissenschaftler erklärt dies damit, dass Quantenteilchen die Eigenschaften ihrer Überlagerungen beibehalten müssen, bis sie von der Schwerkraft erfasst werden. Wenn sich die Schwerkraft als zu schwach herausstellt, um die Wechselwirkung zwischen Partikeln während ihrer Dekohärenz zu etwas Größerem aufrechtzuerhalten, kann sie die Partikel in keinem Szenario in die gleiche Richtung bewegen.
Wenn die Mathematik diese Frage nicht lösen kann, kann die Antwort beim Beobachter liegen. Das heißt, in uns. Die Zeit bewegt sich genau so, wie sie sich bewegt, weil wir Menschen ursprünglich biologisch, neurologisch und philosophisch „programmiert“sind, um die Zeit auf diese Weise wahrzunehmen. Es ist wie Schrödingers Katze auf Makroebene. Es ist möglich, dass sich das andere Ende des Universums von der Zukunft in die Vergangenheit bewegt und nicht umgekehrt. Es ist durchaus möglich, dass beim Blick durch Teleskope die Zeit von diesem Zustand abläuft und für uns eine verständlichere Richtung von "Vergangenheit - Zukunft" erhält.
"In seiner Arbeit zur Relativitätstheorie hat Einstein gezeigt, dass die Zeit relativ zum Beobachter ist", sagt Lanza.
"Unsere Arbeit entwickelt diese Idee und sagt, dass der Beobachter selbst Zeit schafft."
Natürlich kann diese Theorie nicht als neu bezeichnet werden. Der italienische Physiker Carlo Rovelli hat im vergangenen Jahr einen Artikel darüber in der größten offenen wissenschaftlichen Webbibliothek ArXiv.org veröffentlicht. Es gibt auch genug Widersprüche. Zum Beispiel sagt Nomura, dass es noch nicht klar ist, wie man herausfinden kann, ob das Konzept der "Beobachterzeit" real ist.
"Die Antwort wird davon abhängen, ob das Konzept (Konzept) der Zeit mathematisch definiert werden kann, ohne Beobachter in das System einzubeziehen", sagt der Wissenschaftler.
Die Autoren des Artikels argumentieren, dass es keine Möglichkeit gibt, den Beobachter von einer Gleichung auszuschließen, da diese Gleichungen standardmäßig vom Menschen abgeleitet und analysiert werden.
Nomura merkt auch an, dass die Autoren der Theorien nicht berücksichtigt haben, dass das gesamte Universum im sogenannten Übergangszustand der "Raum-Zeit" existiert.
"Wenn wir über Raum-Zeit sprechen, sprechen wir über ein bereits dekohärentes System."
Natürlich hat Namura nicht gesagt, dass andere Wissenschaftler völlig falsch liegen und dass die Physik immer noch eine unvollständige, unvollständige und unvollständige Wissenschaft ist (und interessanterweise ist es schwierig, damit zu argumentieren), aber er stellte fest, dass er den Schlussfolgerungen überhaupt nicht zustimmt die von diesen Wissenschaftlern gemacht wurden. Seiner Meinung nach sind alle Interpretationen in der Physik wie die Zeit selbst relativ.
NIKOLAY KHIZHNYAK