"Сейчас": физика времени.

Простой вопрос от жены: может ли физика помочь людям путешествовать во времени? – заставил учёного взяться за решение проблемы, мучившей его на всём протяжении своей карьеры физика. Почему стрела времени неумолимо направлена вперёд, создавая всё новые «сейчас»?

Результаты поиска опубликованы в книге «NOW: The Physics of Time» за авторством R. A. Muller. Автор углубляется в историю философских и научных концепций времени, показывает научные объяснения стрелы времени и, разрушая их, предлагает совершенно новую теорию.

«Время – это непробиваемый блок, перед нашим пониманием Вселенной» - говорит Muller, профессор университета Беркли. «За всю мою карьеру я видел массу бессмысленных публикаций о времени. Я стал думать об этом и понял, что могу много рассказать по этому вопросу. Десятилетиями я думал о времени и пришёл к выводу, что могу не только предложить интересные способы описания времени, но и совершенно новый взгляд, до сих пор нигде не встречавшийся в литературе».

Комментируя теорию и новую книгу Muller’а, астрофизик Neil deGrasse Tyson замечает: «Может быть он прав. Может быть он ошибается. Но по пути он дает мастер класс о том, что такое время, как и почему мы воспринимаем время именно таким»

Итак, главная идея заключается в том, что время расширяется поскольку расширяется пространство. «Новейший физический принцип постулирует связи пространства-времени. Создавая пространство, Вы создаете время» - утверждает Muller.

Время начало движение с момента Большого Взрыва.

С того момента, как 13.8 миллиарда лет назад Большой Взрыв привел к расширению Вселенной, космос рос и это было измерено учёными. Они не считают, что звёзды разлетаются одна от другой, но оставаясь на месте они оказываются всё дальше друг от друга из-за непрерывного расширения Вселенной.

Muller взял за основу ОТО Эйнштейна, которая описывала Вселенную на основе идеи о 4-х мерном пространстве-времени. Расширяется не только пространство, но и время. И мы с вами находимся на гребне этой волны, что мы и называем «сейчас».

«Каждый момент Вселенная становится чуточку больше и появляется немножко больше времени и этот передний край времени мы и называем «теперь»» - пишет он. «Будущее ещё не существует…оно только будет создано. «Сейчас» - граница фронта ударной волны, нового времени пришедшего из ничего, авангард времени».

Поскольку будущего не существует, мы не можем путешествовать вперед во времени. Путешествия в прошлое также практически исключены, поскольку движение по времени назад должно привести к уменьшению пространства Вселенной (пусть даже и на малую величину). Это происходит когда звезда взрывается или испаряется чёрная дыра, но такое уменьшение времени настолько ничтожно, что теряется в квантовой неопределённости измерений – пример того, что физики называют космической цензурой.

«Единственный пример, который я могу придумать - это испаряющаяся чёрная дыра, но в этом случае действует цензура и мы не можем зафиксировать изменения течения времени. Следовательно, я не вижу никакого пути для совершения путешествий во времени» - говорит профессор.

Объединяющиеся чёрные дыры создают миллисекунды нового времени.

Теория Muller’а, объясняющая течение времени, взаимодействует с теорией Shaun Maguire из Калифорнийского технологического института. Исследование было опубликовано 25 июня. Оно дополняет теорию новыми деталями, используя математику. Это открывает дорогу к экспериментам, тестирующим теорию, с помощью LIGO.

Если Muller и Maguire правы, значит при объединении двух чёрных дыр создается новое пространство и новое время. Слияние двух чёрных дыр создает миллионы кубических километров нового пространства, что означает однократное создание нового времени. Впервые слияние дыр зафиксировано LIGO в феврале 2016 года. Во время слияния объединились чёрные дыры с массами 29 и 36 масс Солнца. Финальная дыра имеет массу в 62 солнечных. Слияние породило около 1 миллисекунды нового времени. Это на пределе чувствительности аппаратуры LIGO. Если бы такое событие произошло на треть ближе к Земле, LIGO смог бы зафиксировать создание нового времени.

«Muller открывает новый путь. Я ожидаю большой полемики по этому поводу!» - пишет Saul Perlmutter, Нобелевский лауреат, получивший премию по физике за открытие ускоренного расширения Вселенной. Muller стоял у истоков этого открытия, которое включало в себя измерение дистанции и скорости сверхновых звёзд. Следствием открытия стала идея о том, что время также ускоряется, подгоняемое тёмной энергией.

За свою карьеру Muller участвовал в таких прорывных экспериментах, как измерение однородности фонового микроволнового излучения и открытии тёмной энергии.

В своем начинании Muller исследовал предыдущие объяснения стрелы времени, данные философами и учёными, которые были озадачены тем фактом, что мы всегда живём «сейчас». От Аристотеля и святого Августина до Поля Дирака (открывателя антиматерии, которая может быть обычной материей движущейся по стреле времени в обратном направлении) и А. Эйнштейна. И если философы не боятся предлагать новое, то физики старательно игнорируют эту проблему.

«Нет ни одной физической теории объясняющей течение времени или включающей его в себя. Время всегда лишь платформа, постулат, аксиома, на которой Вы строите свои вычисления и ни одно не касается «сейчас» или течения времени» - утверждает Muller. «Идея изучения времени как такового принадлежит Эйнштейну. Он дал физике время».

Эйнштейн, однако, никак не объяснял течение времени в будущее вместо прошлого, при этом игнорируя тот факт, что физические законы и теории одинаково хорошо работают в обоих случаях. Хотя он прекрасно рассчитал возможность замедления или ускорения времени в зависимости от скорости и гравитации, он не имел никакой идеи, почему время вообще течет. Основная идея объясняющая течение времени предложена Артуром Эддингтоном, который помогал Эйнштейну подтвердить его ОТО. По мнению Эддингтона, время течет в направлении увеличения хаоса (энтропии) во Вселенной. Поскольку, согласно второму закону термодинамики, энтропия Вселенной не может уменьшаться, время всегда увеличивается (от себя замечу, что это довольно спорное утверждение, поскольку и сам закон вообще не доказан, и его применение в данном случае).

Энтропия и время.

Эта идея получила объяснение - «как есть». Стивен Хоккинг в своей книге «Краткая история времени» ничего не может сказать о течении времени, кроме того, что это «самоочевидно» и увеличение времени порождено увеличением энтропии.

Muller утверждает, что это не только не «самоочевидно», но попросту не верно. Жизнь и всё, что мы делаем на Земле, будь то строительство зданий или приготовление чашки чая, включает уменьшение локальной энтропии, пусть даже энтропия Вселенной постоянно увеличивается. «Мы постоянно выбрасываем излишки энтропии как мусор, отправляя их в бесконечность в форме тепловой энергии» - поясняет Muller. «Энтропия Вселенной действительно увеличивается, но локальная энтропия Земли, жизни и цивилизации постоянно уменьшается».

«В течении моего первого большого эксперимента по измерению фонового микроволнового излучения, я установил, что его энтропия в 10 миллионов раз больше чем энтропия всей остальной массы Вселенной и она никак не меняется. Тем не менее, время движется. Идея о увеличении времени из-за увеличения энтропии не даёт никаких прогнозов – это просто констатация корреляций. И пытаться её подтвердить бессмысленно» - продолжает Muller.

В своей книге Muller объясняет многочисленные парадоксы возникающие в ОТО и квантовой механике с введением течения времени. Например парадокс кота Шредингера. Эти теории вообще не рассматривают поток времени. Также теории кротовых нор, которые могут перекинуть вас в другую часть Вселенной или даже назад во времени, по большей части неверны.

Дальнейшие дискуссии привели Muller’а к более глубокому изучению вопроса о возможности предсказания будущего, а также о существовании свободы выбора.

Muller уточняет, что его новая теория предполагает видимые эффекты лишь при наблюдении за процессами космических масштабов, такие, как объяснение красного смещения, которое модифицируется отражая расширение времени. Скорее всего наибольший эффект его теория может иметь в приложении к Большому Взрыву и периоду инфляции, когда время расширялось намного быстрее чем сейчас.