Czas - pojęcie, które wydaje się nam tak bliskie, a jednocześnie wciąż skrywa przed nami wiele tajemnic. Czym tak naprawdę jest czas? Czy płynie wszędzie tak samo? Jak go mierzymy i czy nasza teraźniejszość w ogóle istnieje? O tych trudnych, a zarazem fascynujących zagadnieniach, w programie "Wykład Otwarty" Radia RMF24, mówił dr Maciej Mulak, fizyk i popularyzator nauki z Politechniki Wrocławskiej, autor kanału "Fizyka bez zamulania".
- Czas to jedna z największych zagadek nauki - fizycy wciąż nie potrafią jednoznacznie odpowiedzieć, czym dokładnie jest.
- Historycznie czas mierzono za pomocą naturalnych cykli i prostych narzędzi, a potem rozwinięto precyzyjne zegary, które zmieniły świat i umożliwiły morskie podboje.
- Newton uważał czas za absolutny i jednakowy dla wszystkich, ale Einstein w XX wieku udowodnił, że czas jest względny i zależy od prędkości oraz pola grawitacyjnego.
- Posłuchaj podcasta "Wykład Otwarty" Radia RMF24 - gościem był dr Maciej Mulak
Czas - pytanie o jego istotę towarzyszy ludzkości od zarania dziejów. To jest pytanie, które fizykom stawia się w różnych okolicznościach przyrody i niestety, choćby fizyka torturowano, to na to pytanie nie odpowie. Nie ma tutaj konsensusu wśród naukowców - mówi dr Maciej Mulak. Czas pozostaje więc jednym z najbardziej enigmatycznych pojęć w nauce.
Wielu uczonych, filozofów i artystów próbowało ująć czas w słowa. John Archibald Wheeler, mentor samego Richarda Feynmana, powiedział: Czas jest to boska sztuczka, żeby wszystko nie wydarzyło się naraz. Z kolei Albert Einstein, z typową sobie precyzją, stwierdził: Czas to jest to, co mierzą zegary. Choć wydaje się to odpowiedzią wymijającą, jest ona niezwykle uczciwa - czas to operacyjnie wielkość, którą rejestrujemy za pomocą narzędzi.
Zanim ludzkość zaczęła myśleć o czasie naukowo, przez tysiące lat postrzegano go w sposób organiczny, bliski naturze. Dla ludzi czas był bardziej psychologiczny, organiczny, krótko mówiąc, życiowy - tłumaczy dr Mulak. W dawnych kulturach czas wyznaczały cykle przyrody: wschód i zachód Słońca, fazy Księżyca, zmiany pór roku.
W języku malajskim funkcjonuje określenie "czas potrzebny na zjedzenie banana" - tak blisko życia pojmowano upływające chwile. Z czasem pojawiły się jednak instrumenty do mierzenia czasu: od kadzidełek, przez klepsydry wodne, po piaskowe i zegary wahadłowe.
Przełomem w naukowym myśleniu o czasie był wiek XVII i dzieło Izaaka Newtona "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica". Newton wprowadził pojęcie czasu absolutnego, płynącego jednakowo dla wszystkich i wszędzie.
Mierzenie czasu stało się kluczowe dla rozwoju cywilizacji, a precyzyjne zegary umożliwiły podbój mórz i oceanów. Brytyjczycy, dzięki genialnemu wynalazcy Johnowi Harrisonowi, skonstruowali chronometr sprężynowy, który pozwolił na dokładne wyznaczanie długości geograficznej podczas podróży morskich. Czas to imperium, prawda? Czas, pomiar czasu to władza. Pomiar czasu to jest podbój świata - podkreśla dr Mulak.
Wszystko zmieniło się na początku XX wieku, gdy Albert Einstein sformułował szczególną teorię względności. Einstein przewraca szachownicę z tą fizyką klasyczną. Czy czas płynie tak samo wszędzie? Otóż nie - mówi gość Radia RMF24.
Kluczowe jest tu odkrycie, że prędkość światła jest niezmienna we wszystkich układach odniesienia. W efekcie, czas i przestrzeń stają się względne - pomiar czasu zależy od ruchu obserwatora. Najsłynniejszym przykładem jest tzw. paradoks bliźniąt: astronauta podróżujący z ogromną prędkością starzeje się wolniej niż jego brat pozostający na Ziemi. Podróż w czasie jest możliwa wprzód. To jest fakt. I to jest ta dylatacja prędkościowa - mówi dr Mulak.
Efekt ten dotyczy także grawitacji. Im silniejsze pole grawitacyjne, tym czas płynie wolniej.
Wyobraźmy sobie, że mamy dwóch sąsiadów w bloku bardzo wysokim. Jeden mieszka na pierwszym piętrze, a drugi na trzydziestym. Ten, który mieszka na pierwszym piętrze, będzie się starzał wolniej - wyjaśnia fizyk.
Czy istnieje coś takiego jak uniwersalne "teraz"? Odpowiedź fizyka jest zaskakująca: Co takiego jak teraźniejszość, teraz, w skali globalnej nie ma sensu. W naszym codziennym życiu, w spokojnych warunkach Ziemi, pojęcie "teraz" wydaje się oczywiste. Jednak na większą skalę - kosmiczną lub przy wysokich prędkościach - przestaje mieć ono sens.
Dr Mulak przywołuje tzw. wszechświat blokowy. Przeszłość, teraźniejszość i przyszłość są równoprawne. Istnieją tak samo realnie, jak punkty w przestrzeni. To jest dosyć porażająca wizja, bo tutaj filozofowie będą krzyczeć: a co z wolną wolą - wyjaśnia.