هل فيزياء الزمن تتغير فعلياً؟

المحرر ديسمبر 28, 2023 ديسمبر 28, 2023
للقراءة
كلمة
0 تعليق
نبذة عن المقال: فيزياء الزمن
-A A +A
 
فيزياء الزمن


يبدو أن الأيام تندفع للأمام في ضبابية مزعجة، أو أنها تتباطأ بشكل مؤلم. ربما تكون حكاية قديمة قدمها - حسنًا، كما تعلم.


الوقت ليس كذلك ليتم الوثوق به. لا ينبغي أن يأتي هذا كخبر لأحد.

ومع ذلك، فقد تركت الأوقات الأخيرة الناس يشعرون بالخيانة لأن بندول الإيقاع الموثوق به الذي يحدد إيقاع حياتهم، باختصار، أصبح مجنونًا. كان الوقت ينكمش وينزلق بعيدًا، أو يتوقف بصعوبة، أو يندفع إلى الأمام أو يتراجع إلى الخلف دون سبب؛ ولم تعد تأتي في كتل مرتبة ومتجمعة بوضوح في فئات محددة جيدًا: الماضي والحاضر والمستقبل.


"الوقت لم يعد منطقيًا بعد الآن"، رثى أحد المحررين مؤخرًا . "إنه شعور أسرع. الأيام والأسابيع والشهور تمر بسرعة مضاعفة. وافق المئات – وألقوا باللوم على الوباء.


أنا مندهش من أي شخص متفاجئ. لا أحد يفهم الوقت. الوقت هو محتال سيء السمعة، يتهرب من أفضل جهود العلماء لتحديده منذ آلاف السنين. يسميها علماء النفس مستنقعًا. يقول الفيزيائيون إنها فوضى، ميؤوس منها، الإرهابي المطلق. فشل الخيال. لا يوجد شيء جديد في كون الوقت مجنونًا.

مفتونًا بالإحساس السائد بتشويه الوقت الناجم عن الوباء، تكهن علماء النفس في البداية بأن فقدان المعالم الزمنية كان في العمل: المكتب، صالة الألعاب الرياضية، ارتداء السراويل. تسللت كلمات مثل "Blursday" إلى المفردات، إلى جانب "Polycrisis" و"Permacrisis"، في إشارة إلى عدد كبير من الاضطرابات التي تخلق عدم الاستقرار، وتدفع الزمن إلى خارج التزامن: الحرب، والمناخ، والسياسة.

ومع ذلك، فرغم كل الأبحاث الحديثة التي تشمل اللغويات وعلم الأعصاب وعلم النفس، لم يحقق العلماء أي تقدم حقيقي. ما زلنا نعرف إلى حد كبير ما عرفناه دائمًا: الأفلام المخيفة والقفز بالمظلات تجعل الوقت يبدو أبديًا، وكذلك انتظار المكافآت (تلك الدعوة من لجنة نوبل) أو الشعور بالملل (هل وصلنا إلى هناك بعد؟). في المقابل، فإن الانغماس بسعادة في بعض المهام ("التدفق")، ومواجهة المواعيد النهائية، والركض للحافلة، والتقدم في السن، يمكن أن يجعل الوقت يمر بسرعة.

كما أن محاولات العثور على آلية بيولوجية للوقت -ساعة توقيت واحدة في الدماغ- لم تصل إلى أي شيء. بل إن الدماغ يعج بأجهزة ضبط الوقت، التي تدق بمعدلات مختلفة، وتقيس الملي ثانية والعقود، وتتتبع التنفس، ونبضات القلب، وحركات الجسم، والمعلومات من الحواس، والتنبؤات بالمستقبل، والذكريات.

"هناك الآلاف من الإجابات المعقدة المحتملة، وكلها تعتمد على ما يطرحه العلماء بالضبط"، أوضح أحد علماء الأعصاب، وهو يبدو أشبه بعالم فيزياء - وهو عالم العلم الذي يقسم الوقت بشكل روتيني إلى أجزاء من الثواني، ويصف الكون بجزء من تريليون من تريليون لثانية واحدة بعد ولادته، ومع ذلك لا يزال ليس لديه أدنى فكرة عن كيفية التفكير في الأمر.


حتى عالم الفيزياء العظيم الراحل جون ويلر، الذي صاغ مصطلح الثقب الأسود لشيء مصنوع من الزمكان فقط، كان في حيرة من الزمن نفسه. لقد اعترف ذات مرة بأنه لا يستطيع أن يفعل أفضل من اقتباس بعض الكتابات على الجدران التي قرأها على جدار غرفة للرجال: "الوقت هو طريقة الطبيعة لمنع كل شيء من الحدوث في وقت واحد".

الفلاسفة منذ فترة طويلة أخبرونا أن الزمن وهم؛ يتفق علماء الفيزياء الحديثة. هذا لا يضيف الكثير من البصيرة. الأوهام هي قصص ينشئها الدماغ لفهم المعلومات المربكة والفوضى الموجودة في الخارج والداخل. يصف هذا تقريبًا كل شيء نعتقد أننا نعرفه. بدون الوقت، لا توجد طريقة لكتابة السرد؛ لا توجد طريقة لصنع الكون.

مشاكل فيزياء الزمن 


إحدى المشاكل الرئيسية هي أن الزمن لا يمكن أن يبدأ إلا إذا كان هناك وقت، لأنه بدون "قبل" و"بعد" لا توجد علاقة سببية، ولا يمكن أن يحدث شيء. (إذا لم تكن مرتبكًا بالفعل، فمن المحتمل أنك لا تنتبه.)

بمجرد أن يبدأ الوقت بالتحرك، فإنه يطير مثل السهم في اتجاه واحد. لا يوجد سبب مادي لذلك. يمكن للذرة أن تبتلع جسيمًا من الضوء وتطلقه، وإذا قمت بتشغيل الفيلم إلى الخلف فلن تتمكن من معرفة الفرق. ومع ذلك، فإن تشغيل مقطع فيديو لشخص يتناول السوشي بشكل عكسي قد يبدو غريبًا (ومثير للاشمئزاز بشكل غامض). سواء كان الأمر يتعلق بجعل الخزانات فوضوية، أو ذوبان الأنهار الجليدية، أو تآكل الجبال، فإن سهم الزمن يستجيب فقط للقانون الثاني للديناميكا الحرارية. الفوضى في حد ذاتها هي التي تعطي الوقت نظامه. المحرك الذي يحركها هو الاحتمال: هناك طرق لانهيار الأشياء أكثر من اجتماعها معًا. الإنتروبيا (تقريبًا) تزداد حتمًا.

في البداية، كانت الإنتروبيا طريقة للتفكير في الحرارة وتبديد الطاقة الذي يجعل آلات الحركة الدائمة مستحيلة، وقد تطورت لتأخذ مكانًا مركزيًا في نظرية المعلومات. قد تحتوي هذه المخطوطة الرائعة التي مزقها كلبك على كلماتك الأصلية ولكنها مشوشة ومتسخة للغاية بحيث لا يمكن قراءتها. نفس المخطوطة التي سقطت في ثقب أسود قد تتبخر في النهاية مرة أخرى إلى الكون. هل المعلومات مفقودة؟ يحب الفيزيائيون الجدال حول هذا الأمر.

الإنتروبيا تعني أيضًا فقدان الفرص: يمكن للمياه الموجودة في أعلى السد أن تدير توربينًا؛ وفي القاع، تدهورت تلك الطاقة نفسها و انتهت، وإمكانية أن تكون مفيدة غير قابلة للاسترداد. أو على حد تعبير جاك هاندي الحكيم: "إذا أسقطت مفاتيحك في نهر من الحمم المنصهرة، فدعها تذهب... لأنها يا رجل، لقد رحلت!"



أعتقد أن السبب الحقيقي لانهيار الزمن هو عدم ارتياحنا (إذا كان مفهومًا) تجاه شرور الإنتروبيا.

"الكبر في السن" مثالي هو الملصق الخاص بك للإنتروبيا. قبل وقت طويل من ظهورنا في السن، بدأ التفكك. تفقد المفاصل مرونتها، وتبدأ بالصرير والتكسر؛ تغيم العدسات وتتصلب، يتعثر السمع، تضعف العضلات، تسد الشرايين، تتلاشى الذكريات، تفشل الكلمات... شيء آخر لا أستطيع تذكره الآن.

وبغض النظر عن كل ذلك، لدينا مجمدات تعمل على إذابة الماء. المجرات والحياة موجودة، وهي عبارة عن جزر نظامية في عالمنا المشبع بالإنتروبيا. تأخذ الوردة المادة المتحللة في التربة وتعيد تشكيلها إلى بتلات متداخلة بشكل جيد. يمكن حل الصراعات واستعادة السلام - إذا بذلنا ما يكفي من العمل لتحقيق ذلك. عاجلاً أم آجلاً، تعود الطاقة إلى الكون كحركة عشوائية عديمة الفائدة بشكل عام. إن الكثير من الهزهزة التي لا معنى لها حول الأشياء هي ما هي الحرارة ، وهو ما يجعلني أتساءل لماذا لا يربط أحد بين ظاهرة الاحتباس الحراري والتقلب العام في عصرنا. ولكن هذا أنا فقط.



لشيء آخر: لماذا طريقة واحدة فقط؟ لماذا لا يوجد بعدان للزمن؟ او اكثر؟ إنه ليس مستبعدًا، على الرغم من أن القليل من الفيزيائيين يجرؤون على طرح هذا السؤال؛ إنهم لا يعرفون تمامًا كيف. ويطرح السيناريو أيضاً السؤال: في أي زمن نحن؟ (سؤال فكر فيه الكثير منا بشكل غير رسمي خلال السنوات القليلة الماضية).

يتم تحديد الوقت في الفيزياء بأرقام "خيالية" - مثل الجذر التربيعي لناقص واحد - وهي أقل غرابة مما تبدو. تنفجر بزوايا قائمة على أبعاد الفضاء. على الرسم البياني، يمكن أن يبدو الزمان والمكان قابلين للتبادل. في الزمن الخيالي، لا يحتاج الكون إلى بداية ونهاية، وهي فكرة تم دمجها في اقتراح ستيفن هوكينج "بلا حدود". سيكون مجرد . إن السؤال عن متى بدأ الوقت سيكون مثل السؤال عن شمال القطب الشمالي. في مرحلة ما، يتحول الزمن الخيالي إلى «حقيقي»، ويميز نفسه عن المكان، وينطلق على الطريق الذي لم يُسلك بعد.

منذ أينشتاين، عرفنا أن المكان والزمان لا ينفصلان. إذا كانت سرعة الضوء ثابتة (ويجب أن تكون كذلك)، فعندما تتغير المسافة (الفضاء)، يجب أن يتغير الزمن أيضًا، لأن السرعة هي مجرد مسافة مقسومة على الوقت، مثل الأميال في الساعة. كل شيء، بما في ذلك نحن، ينجرف عبر الزمكان وبسرعة الضوء، على الرغم من أن البت المكاني والبت الزمني موزعان بشكل غير متساو. بشكل عام، وخاصة أثناء الوباء، نجلس على أعقابنا، ونتحرك في الغالب عبر الزمن. إذا ركضنا حول الكتلة، فإننا نتحرك أكثر عبر الفضاء، وأقل عبر الزمن. الوقت يتباطأ. تشغيل بسرعة كافية ويتوقف الوقت. الفوتونات التي تنطلق نحونا من الشمس بسرعة الضوء لا تصبح قديمة أبدًا، فهي تنتقل فقط عبر الفضاء.

والخبر السار هو أن كل الوقت هو "وقتك". يمكنك أن تأخذها معك! في الواقع، يجب عليك! الأمر متروك لك للحفظ أو التضييع أو حتى القتل. وحتى "الآن" ليس هو نفسه بالنسبة للجميع. تأمل "الآن" في أحد النجوم، مثل شمسنا. لقد ترون ذلك منذ ثماني دقائق تقريبًا، في الماضي. الحاضر والماضي غير محددين بوضوح. لا يتطلب الأمر الفيزياء لتخبرنا بذلك. ووفقاً لموسوعة ستانفورد للفلسفة، ليس أقل من ذلك: "إذا كان الماضي شيئاً يمكننا إدراكه، فسوف ندرك كل شيء بهذه الطريقة، لأن كل حدث قد مضى في الوقت الذي ندركه فيه". (حائر حتى الآن؟)


الأخبار السيئة، بالنسبة لشخص مثلي، على أي حال، هي أن الوقت بالإضافة إلى الجاذبية يؤديان إلى سقوط كبار السن - حرفيًا . فالجاذبية، في نهاية المطاف، هي انحناء الزمكان، ومن بين الأشياء التي تنحنيها هي الأشواك. كما أنه يسحب بشرتنا، مما يؤدي إلى ترهلها. وسطنا، مما يجعلها مستديرة. إنه ينكمش عظامنا. والحمد لله أن الجاذبية تسحب الوقت أيضًا، مما يؤدي إلى إبطائه.

يوضح كيب ثورن في كتابه Science of Interstellar: "كل شيء يحب أن يعيش في المكان الذي يشيخ فيه ببطء شديد، والجاذبية تسحبه إلى هناك" . إذا كنت تريد أن تعيش لفترة أطول، انسَ السقيفة؛ أنت أفضل حالاً في الطابق السفلي.

يمكنك أيضًا، من الناحية النظرية، استخدام الجاذبية لتحويل الزمن بالكامل، مما يؤدي إلى إنشاء "منحنى مغلق يشبه الزمن" - وهو حديث فيزيائي عن آلة الزمن. ولسوء الحظ، يبدو أن أي محاولة لإنشاء مثل هذا النظام سوف تدمر نفسها بمجرد تشغيلها. كما توصل هوكينج أيضًا إلى حدسية حماية التسلسل الزمني، لمنعك من قتل جدك، ولكن أيضًا، كما أشار، "للحفاظ على العالم آمنًا للمؤرخين".

هناك شيء واحد يعرفه العلماء على وجه اليقين عن الزمان وكذلك المكان، وهو أنه في ظل قوة جذب كافية و/أو مسافات قصيرة جدًا - على سبيل المثال، في قلب الثقوب السوداء أو بداية الزمن - "يغلي" الزمكان في حالة ويلر أولاً تسمى "الرغوة الكمومية". عندما يلتقي المشهد السلس للزمكان مع عالم الكوانتا المنفصل وغير المؤكد، يتم تقطيع المكان والزمان في نطاق كوني. وبدون "اليسار واليمين"، أو "أعلى وأسفل"، يصبح الفضاء مشوهًا إلى ما هو أبعد من المعنى. وبدون "قبل وبعد"، يتبخر الوقت.

يذكرنا ثورن بأن الرغوة الكمومية موجودة في كل مكان: "داخل الثقوب السوداء، في الفضاء بين النجوم، في الغرفة التي تجلس فيها، في دماغك". هذا الضجيج المنتشر في رؤوسنا، ذلك "الضباب الدماغي" الذي أثر على الكثيرين في الآونة الأخيرة، يمكن تخيله، إذا سمحتم، وأنا أفعل ذلك، كالمكان والزمان يزبدان مثل الفقاعات في الحمام.

في اليأس والفيزيائيين استمر في تجربة أي عدد من المخططات المجنونة للوقت، بما في ذلك الوقت المتعرج، والوقت المعقد، والوقت المجسم. ربما يتبلور الزمن في شكله الحالي من شظايا متناثرة تسبح في الكون المبكر. ربما تم إنشاء مرحلة جديدة من المادة تُعرف باسم "بلورة الزمن" مؤخرًا بمساعدة أجهزة الكمبيوتر الكمومية. (قال الفيزيائي فرانك ويلتشيك ، الذي توصل إلى هذا المفهوم قبل اثنتي عشرة سنة): "هذا الموضوع في بداياته ".

نظام الزمن


يذكرنا الفيزيائي كارلو روفيلي ، في كتابه الشهير "نظام الزمن" ، بأن الواقع مجرد شبكة معقدة من الأحداث التي نسقط عليها أفكار الماضي والحاضر والمستقبل. لا يوجد شيء غير مرتبط بكل شيء آخر في المكان والزمان، والمكان والزمان ينبثق من هذه الروابط. إذا بدا ذلك دائريًا، فهو كذلك. الزمكان المنحني يخبر المادة بكيفية التحرك، كما قال ويلر. المادة تخبر الزمكان كيف ينحني. تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الزمكان نفسه قد يكون منسوجًا من التشابكات الكمومية، وهي روابط رفضها أينشتاين ذات مرة باعتبارها «فعلًا شبحيًا عن بعد»، لكنها في الواقع حقيقية تمامًا.

وهذا كل ما يمكن قوله: الزمان والمكان هما علاقات دائمة التطور، تمامًا مثل أي شيء آخر. وفي النهاية، وصل علماء العقل وعلماء المادة إلى نفس الصفحة.

بالنسبة لبقية منا، لا تزال الأرض تدور، لتحدد ساعاتنا وأيامنا. تشير التصدعات في الصخور إلى الزمن الجيولوجي؛ يؤرخ الاضمحلال الإشعاعي القطع الأثرية القديمة؛ يمكن للحمض النووي أن يواكب التطور؛ يمكن قراءة عمر العناصر من خلال علم التسلسل الزمني النووي (أحد المصطلحات المفضلة لدي في العلوم). يحتفظ المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا بالوقت باستخدام ساعات نافورة السيزيوم، باستخدام الليزر، والغرف المفرغة، وسحب الذرات فائقة البرودة لتحديد تردد الرنين الطبيعي للسيزيوم - أساس الثانية القياسية (9192631770 هرتز).

لدى العلماء نظريات حول سبب مرور الوقت بسرعة أكبر مع تقدمنا ​​في السن، لكن بالنسبة لي، إنها مجرد رياضيات. إذا كان المقام الخاص بي هو 76، فإن السنة هي 1/76 من حياتي، وهي شريحة أصغر بكثير من، على سبيل المثال، 1/2 - النسبة المئوية من العمر في السنة التي تم تحديدها عندما كان عمري عامين. ومع ذلك، هذا الطفل البالغ من العمر عامين هو أنا أيضًا. أنا مجموع كل تاريخي. وكما كتبت آن لاموت: "أنا في كل عمر كنت عليه، وأنت كذلك".

أحب تخصيص الوقت لنفسي، وهو ما سأفعله على أية حال، سواء أردت ذلك أم لا. أحب أخذ وقتي، والحمد لله أيضًا أنه ليس خيارًا. أحب أن أعرف أن التحرك بسرعة - مثل الرقص - يستهلك مساحة ويمنحني الوقت. أنا سعيد لأنني لا أعيش في شقة بنتهاوس.

إنني أدرك أنه يجب استخدام شظاياي الصغيرة بشكل جيد، لذلك لدي الكثير من الكتب غير المكتملة. سأعطي الفيلم ربما 10 دقائق. أحاول إجبار نفسي على عدم تفويت الأشياء التي أرغب حقًا في القيام بها لأسباب تافهة - أسباب مثل: أشعر بالحرج، إنها تمطر، هناك دائمًا غدًا. ليس هناك دائما غدا.

في رواية أركاديا لتوم ستوبارد ، تكتشف توماسينا البالغة من العمر 17 عامًا تقريبًا معادلات الطبيعة - الفوضى والإنتروبيا والموت الحراري - ولكن ليس لديها مساحة في هوامش كتاب الدروس الخاص بها لإنهاء الحسابات (يتطلب ذلك أجهزة كمبيوتر). ; يشرح شقيقها فالنتاين، الذي ينتمي إلى زمن مختلف تمامًا، منذ قرون، معنى الرياضيات: "كل شيء يختلط... طوال الوقت، بشكل لا رجعة فيه... حتى لا يتبقى وقت. هذا ما يعنيه الوقت."

تجيب توماسينا: «نعم، يجب أن نسرع ​​إذا أردنا الرقص.»


شارك المقال لتنفع به غيرك

المحرر

الكاتب المحرر

قد تُعجبك هذه المشاركات

9094837766683008164
https://www.alnwaeer.com/