https://dzen.ru/a/ZhirYLhpp1uOUpT-
Существует ли время на самом деле?
В философском смысле нас учат сомневаться и ставить под вопрос всё. Даже реальность нас самих и нашего опыта подлежит обсуждению, поскольку мы должны делать определённые предположения о том, насколько можно доверять нашим сенсорам — и нашим собственным чувствам, в конце концов — чтобы прийти к каким-то удовлетворительным выводам. Конечно, некоторые вещи могут казаться реальными, но не может ли быть так, что эти видимости обманчивы, и что величины или концепции, которые мы принимаем как должное, могут быть не более чем очень убедительными иллюзиями?
Пример светового конуса, трехмерной поверхности всех возможных световых лучей, приходящих и исходящих из точки пространства-времени. Чем больше вы перемещаетесь в пространстве, тем меньше вы перемещаетесь во времени, и наоборот. Только вещи, содержащиеся в вашем прошлом световом конусе, могут повлиять на вас сегодня; только вещи, содержащиеся в вашем будущем световом конусе, могут быть восприняты вами в будущем.
С физической, научной точки зрения, однако, такие вопросы имеют другое значение. Мы узнали много удивительных и контринтуитивных уроков из наших исследований времени. Время относительно, а не абсолютно. Время всегда движется вперёд, а не назад, но мы всё ещё не имеем объяснения стрелы времени. Термодинамически, у Вселенной есть стрела времени, которая «течёт» в том же направлении, что и увеличение энтропии. И когда мы изучаем Вселенную на фундаментальном уровне, оказывается, что время может вовсе не быть фундаментальным.
Но само существование? Очень, очень трудно лишить время этого свойства и всё ещё оказаться во Вселенной, согласующейся с тем, что мы наблюдаем. Вот почему.
Этот фрагмент моделирования формирования структуры с масштабированием расширения Вселенной представляет собой миллиарды лет гравитационного роста в богатой темной материей Вселенной. Заметим, что волокна и богатые скопления, образующиеся на пересечении нитей, возникают в первую очередь за счет темной материи; обычная материя играет лишь незначительную роль. Однако независимо от того, присутствуют люди или какие-либо другие формы жизни или нет, для существования во Вселенной все равно требуется время.
Когда речь заходит о вопросе существования, физика очень проста и прямолинейна в том, что она считает удовлетворительным ответом.
Можно ли это измерить?
Можно ли это количественно оценить?
Можно ли это определить математически последовательным образом?
Это само по себе наблюдаемая величина, и зависят ли от неё другие наблюдаемые вещи неотделимым образом?
Если ваши ответы на эти вопросы положительны, из этого нет выхода: у вас есть величина, которая существует.
Причина проста: насколько это касается реальности, «что есть реальное» — это то, что само по себе измеримо, наблюдаемо, количественно оцениваемо и не патологично. В терминах обывателя, патологичным является то, что происходит, когда вы задаёте разумный вопрос Вселенной, и в ответ получаете несогласованную ерунду. Есть много вопросов, которые вызывают патологическое поведение, и в этих случаях патологии указывают нам на то, что предстоит ещё работа. "Что происходит в центральной сингулярности чёрной дыры?" "Что происходит с квантовыми флуктуациями на длинах меньше планковской длины?" "Что происходит, когда масса перемещается через искривлённое пространство-время под воздействием этой массы?" Все эти вопросы в настоящее время так же патологичны, как деление на ноль.
Даже для такой сложной сущности, как массивная вращающаяся черная дыра (черная дыра Керра), как только вы пересечете (внешний) горизонт событий, независимо от того, из какого типа материи или излучения вы состоите, вы упадете к центральному центру. сингулярность и увеличить массу черной дыры. Однако то, что происходит в центральной сингулярности, не очень хорошо описано современной физикой, поскольку ее поведение является патологией.
Можно подумать, тогда, что, возможно, само время патологично. Конечно, мы можем его измерить, количественно оценить и даже наблюдать как его прохождение, так и последствия его прохождения. Но не должно ли иметь значение то, что ваши измерения "сколько времени прошло" между началом и концом события полностью зависят от того, где вы находитесь и как движетесь во время этих наблюдений?
Например, если вы находитесь в движущемся поезде и стреляете световым лучом от одного конца поезда к другому, вы получите значение времени, за которое свет достигнет дальнего конца поезда. Однако если вы находитесь на платформе и наблюдаете за человеком в поезде, стреляющим светом от одного конца к другому, вы получите другой ответ.
Для человека в движущемся поезде они измерят, что должно пройти определённое количество времени, чтобы свет достиг дальнего конца поезда. Но для человека на земле они не только получат другой, более длительный ответ, но и придут к выводу, что человек (и, кстати, всё) в поезде на самом деле стареет медленнее, чем они. Для неподвижного наблюдателя объект в движении стареет медленнее, чем объект в покое.
На этой иллюстрации световых часов показано, как, когда вы находитесь в состоянии покоя (слева), фотон перемещается вверх и вниз между двумя зеркалами со скоростью света. Когда вы ускоряетесь (движетесь вправо), фотон также движется со скоростью света, но ему требуется больше времени, чтобы колебаться между нижним и верхним зеркалом. В результате время для объектов, находящихся в относительном движении, замедляется по сравнению с неподвижными.
Это парадоксально? Это патологично?
Вовсе нет. Отмечая о времени, что «оно относительно», не означает, что оно патологично. Для нашего вопроса о свете, перемещающемся от одного конца движущегося поезда к другому, возможно, что поезд может остановиться, и наблюдатель «на земле» и наблюдатель «в поезде» могут встретиться снова. Их измерения будут различаться индивидуально, но они будут согласованно различными друг с другом. Когда вы выполняете расчёты того, сколько времени проходит для одного наблюдателя по сравнению с другим, каждый наблюдатель сможет правильно предсказать не только то, что покажут их собственные часы и часы, но и часы другого наблюдателя. Всё, что нужно, — это знание специальной теории относительности.
Да, вы получаете разные ответы на вопрос "сколько времени прошло?" или "когда произошло это событие?" или даже "какое событие произошло первым?" в зависимости от того, где вы находитесь и как движетесь, но никто не более "прав" или "неправ" чем кто-либо другой. Вместо этого нам просто нужно трансформировать наше представление о времени — согласно законам относительности — чтобы оно соответствовало тому, что кто-то в другом месте или движущийся с другой относительной скоростью заключил бы.