Čas je běžec dlouhým krokem, chvíli pokoj nedá si. Čas, ten bere všechno skokem za každého počasí – to jsou slova písničky z 60. let minulého století. Říkají také že „čas se nikdy nezastaví…“ Jak to ale také může být?
Nemůžeme po textaři, notabene po textaři z té doby, chtít, aby se vyznal ve fyzice. To očekáváme od fyziků samotných, ale někdy nám může připadat, že ani oni sami netuší, zda se ve fyzice, konkrétně té kvantové, opravdu vyznají. Není to tak dávno, kdy jsme si mysleli, že čas už jsme podchytili do svých hodinek. Ne že bychom se stali jeho pánem, ale zdálo se nám, že se v něm orientujeme. Od doby, kdy si naši předkové dávali schůzku na dobu, kdy bude slunce na šíři dlaně nad obzorem až po okamžik, kdy byly zkonstruovány atomové hodiny, uplynulo v řekách hodně vody (to abychom se vyhnuli termínu „čas“), ale stačilo padesát let, a my víme, že … Co vlastně víme, nebo spíše si myslíme, že víme?
Je to jen iluze
Albert Einstein kdysi tvrdil, že čas a prostor spolu vzájemně souvisejí. Z toho vyplývá, že v jiném prostoru může čas plynout jinak, to podle gravitace a rychlosti, kterou se vzhledem k pozorovateli zkoumaný objekt pohybuje. Chvíli to trvalo, než veřejnost akceptovala, že astronaut letící rychlostí blížící se rychlosti světla bude stárnout pomaleji, než jeho vrstevníci na Zemi, ale i díky sci-fi literatuře to zvládla.
Reklama
Pak ale čas (hrome, zase ten „čas“) oponou trhnul a teoretický fyzik Carlo Rovelli a matematik Allain Connes přišli před pětadvaceti lety s tím, co nazvali tepelná časová hypotéza. Podle ní je plynutí času pouze naší iluzí plynoucí z neúplných znalostí a čas se objevuje pouze v určitém kontextu. O deset let později pak Rovelli zformuloval klasickou i kvantovou mechaniku, která se bez času obejde. Musí, protože kvantové fluktuace hmoty (více se dozvíte studiem Heisenbergova principu neurčitosti o poloze a hybnosti částic) popsat fyzikální zákony v konvenční formě kvůli tomu, že samy vytvářejí vlastní časovou notaci.
Rovelli nyní vydává knihu Order of Time, od které se čeká, že komplikovanou otázku času vysvětlí srozumitelně i širší veřejnosti. Jeho předešlé knihy Sedm lekcí z fyziky se prodalo milion výtisků. Rovelli je mediální hvězda, která dává rozhovory do světových novin, kde vysvětluje třeba to, proč "neexistuje nic jako minulost ani budoucnost".
Je jen „Nyní“
Britský fyzik Julian Barbour ve své knize z roku 1999 „The End of Time“ vyslovil názor, že čas, tak jak ho vnímáme, je jen iluze a řada neřešitelných (zatím) problémů v teoretické fyzice vyvstává proto, že s ním kalkulujeme. Barbour tvrdí, že nemáme jiné důkazy o minulosti, než naše vzpomínky (já naštěstí mám v počítači uloženo to, co jsem minulý týden i minulý rok dělal) a důkazy o budoucnosti vycházejí jen z našeho přesvědčení. Prostě každý jednotlivý okamžik existuje sám o sobě, je pouze „Nyní“. Iluze času vychází prý z toho, že se všechno kolem nás mění. Podobně jako jednotlivá políčka filmu – jsou to statické snímky a jen jejich rychlý pohyb dává iluzi plynulého děje.
Barbour to popisuje na knize, z níž jsme vytrhali všechny stránky a různě pohodili. Každá stránka sama o sobě existuje, ale celý příběh už nikoli. Jestliže je naskládáme zpět stylem nazdařbůh, budeme mít příběh jiný, ale opět stránky existují samy pro sebe. Na moji námitku, že mám v počítači uloženo to, co jsem dělal v minulosti, by mi britský fyzik jednoduše odpověděl, že to jsou záznamy, které můžu prozkoumat, ale budu je zkoumat výhradně „Nyní“. To neznamená, že všechna „Nyní“ nemohou vytvořit nějakou soustavu, kterou si můžeme představit třeba jako krajinu, v níž každý bod je jedno „Nyní“. Julian Barbour tu krajinu nazývá Platónií a naše iluze času vzniká jen díky propojení různých „Nyní“.
Planckovo kvantum
Max Planck ve své teorii pojmenoval nejkratší časový úsek časovým kvantem. Teoreticky bychom měli čas dělit donekonečna, ale aby takový úsek, během nějž se nic nestihne stát, vlastně neměl smysl. Takže takzvaný definují fyzici jako dobu, během níž foton letící rychlostí světla (pochopitelně ve vakuu) urazí vzdálenost 1,6 x 10-35 metru, což je Planckova délka; nejkratší možná vzdálenost, o níž se můžeme něco teoreticky dozvědět. Hodnota Planckova času, jak z toho vyplývá, je 5,4 x 10-44 sekundy. To změřit ovšem přesahuje naše možnosti. Je ale možné, že Barbourovo „Nyní“ odpovídá Planckovu času? Vše, co jsme si zatím mohli ověřit z teorie superstran či teorie smyčkové kvantové gravitace, dokazuje, že kratší vzdálenost než Planckova délka je nezměřitelná, a tudíž i to „Nyní“ by nemělo být kratší.
Baterie dochází
Vědci ale nemají s časem jenom tyto problémy. Můžeme akceptovat, že se skládá z úseků jako filmová políčka, ale co když opravdu plyne, ovšem jinak, než si myslíme? Španělští fyzici José Senovilla a Raul Vera se domnívají, že čas sice běží, ale zpomaluje se. Přišli na to poněkud oklikou. Podle astronomických měření se náš vesmír rozpíná a to rozpínání se zrychluje. Čím jsou vesmírné objekty vzdálenější, tím se také rychleji pohybují. Vliv na to může mít temná energie, o níž ale netušíme, co by ji mělo tvořit. Co kdybychom ale temnou energii, zatím hypotetickou, z našich úvah vyloučili? Pak bychom museli akceptovat, že náš čas je jako hodinky s quartzovým kalibrem, u nichž dochází baterie. Pak se nám opravdu musí zdát – měříme-li naším zpomalujícím se časem – že děje okolo nás se zrychlují. To zpomalování vnímat sice nedokážeme, ale prý v nedaleké budoucnosti, asi tak během jedné miliardy let, by se mohl čas zastavit úplně. Co se stane pak? Všechno ztuhne v jednom jediném „Nyní“ jako na historické fotografii?
Britský teoretický fyzik Gary Gibbons zastavení času považuje za logické – jestliže mohl (jak předpokládáme) vzniknout během velkého třesku, může také jednou zaniknout. Takže můžeme zapomenout na čas takový, jaký si myslíme, že známe. Jestliže ovšem máme zítra zajímavou schůzku, ponechme si ještě na den své iluze.
foto: Profimedia