Час еластично: чому на вершині гори час йде швидше, ніж на пляжі?

Гравітація, як ми знаємо сьогодні, маєздатністю викривляти простір і час. Як стверджував Ейнштейн в Загальній теорії відносності (ЗТВ), час, у міру наближення до Землі, йде повільніше. Це відбувається через те, що гравітація великої маси, наприклад, такий як наша планета, викривляє простір і час навколо неї. Цей ефект називається «ефектом уповільнення часу» і він проявляється навіть на малих рівнях. Однак за межами фізичних законів ми сприймаємо час інакше, точніше, спотворено. Так, якщо помістити один годинник на вершині гори, а інші залишити на пляжі, то в кінці-кінців ви побачите, що всі годинники показують різний час. Вчені вперше спостерігали ефект уповільнення часу в космічному масштабі, коли зірка проходила поруч з чорною дірою. Потім той же ефект був зафіксований в менших масштабах - дослідники використовували пару надзвичайно точних атомних годинникових механізмів, причому один годинник були розташовані на 33 сантиметри вище, ніж інші. Результати показали, що час знову сповільнився на годиннику, розташованих ближче до Землі.

Час неоднорідне: воно тече з різною швидкістю в залежності від того, де ви знаходитеся і з якою швидкістю рухаєтеся.

атомний годинник - прилад для вимірювання часу. Як періодичного процесу використовуються власні коливання, пов'язані з процесами, що відбуваються на рівні атомів або молекул.

Ефект уповільнення часу

Уповільнення часу сходить до Спеціальної теоріївідносності (СТО) Ейнштейна, згідно з якою рух в просторі насправді створює зміни в плині часу. Чим швидше ви рухаєтеся через три виміри, які визначають фізичний простір, тим повільніше ви рухаєтеся через четвертий вимір - час, по крайней мере, щодо іншого об'єкта. Так, годинник в русі будуть тікати повільніше, ніж годинник на землі. Якщо рухатися зі швидкістю, близькою до швидкості світла, ефект буде набагато більш вираженим.

Важливо розуміти, що уповільнення часу - це не уявний експеримент або гіпотетична концепція, а реальність. Це довели експерименти Хафелі-Китинга,проведені в 1971 році, коли на літаках, що летіли в протилежних напрямках, були встановлені два атомних часових механізму. Відносний рух насправді зробило измеримое вплив і створило різницю в часі між двома годинами. Це також було підтверджено в інших фізичних експериментах.

Чому ми пам'ятаємо минуле, а не майбутнє?

Але є ще одна примітна деталь: уповільнення часу в результаті гравітаційних ефектів. Можливо, ви бачили фільм Крістофера Нолана«Інтерстеллар», де близькість чорної діри змушує час на іншій планеті надзвичайно сповільнюватися (одна година на цій планеті дорівнює семи земних років). Ця форма уповільнення часу також реальна. Вся справа в Загальній теорії відносності Ейнштейна, про що написано на початку статті - гравітація може викривляти простір-час, а отже, і сам час. А значить, абсолютного часу не існує.

Чим ближче годинник до джерела гравітації, тим повільніше проходить час; чим далі годинник від джерела гравітації, тим швидше буде йти час.

Виходить, для всіх годинників у світі і для кожного знас час тече трохи по-різному. Але навіть якщо час тече з постійно змінюваними швидкостями по всьому Всесвіті, час все одно тече в якомусь об'єктивному сенсі, вірно? Чи ні?

Фізика без часу

У своїй книзі «Порядок часу» італійськийфізик-теоретик Карло Ровеллі припустив, що наше сприйняття часу - наше відчуття, що час вічно тече вперед - може бути надзвичайно суб'єктивної проекцією. В кінці-кінців, коли ви дивитеся на реальність в найменшому масштабі (використовуючи рівняння квантової гравітації, наприклад), час зникає.

Отже, чому ми сприймаємо час як рух вперед? Ровеллі зазначає, що, хоча час зникає в надзвичайно малих масштабах, ми спостерігаємо ентропію: порядок перетворюється в безлад; яйце розбивається і стає яєчнею.Ровеллі пише, що ключові аспекти часу описані в другому законі термодинаміки, який говорить, що тепло завжди переходить від гарячого до холодного, як вулиця з одностороннім рухом. Наприклад, кубик льоду тане в чашці гарячого чаю, а не навпаки. Ровеллі передбачає, що подібний феномен може пояснити, чому ми здатні сприймати тільки минуле, а не майбутнє.

Читайте також: Як сильно час вплинуло на вирази облич людей?

«Кожен раз, коли майбутнє виразно відрізняється від минулого, виникає щось на зразок тепла», - писав Ровеллі в статті для Financial Times.

Термодинаміка простежує напрямок часу дочогось, що зветься «низькою ентропією минулого», все ще загадкового явища, про який вирують дискусії. » «Зростання ентропії орієнтує час і допускає існування слідів минулого, а вони допускають можливість спогадів, які скріплюють наше почуття ідентичності. Я підозрюю, що те, що ми називаємо «плином» часу, слід розуміти, вивчаючи структуру нашого мозку, а не вивчаючи фізику: еволюція перетворила наш мозок в машину, яка харчується пам'яттю, щоб передбачити майбутнє. Ось до чого ми прислухаємося, коли прислухаємося до плину часу. Таким чином, розуміння «течії» часу може мати більше відношення до нейробіології, ніж до фундаментальної фізики. Пошук пояснення відчуття потоку в фізиці може виявитися помилкою.

Ученим ще багато що належить дізнатися про те, як мисприймаємо час і чому воно діє по-різному в залежності від масштабу. Але безсумнівним є те, що за межами фізики наше індивідуальне сприйняття часу також дивно еластично.

Ще більше цікавих статей про останні наукові відкриття в галузі фізики, читайте на нашому каналі в Яндекс.Дзен. Там регулярно виходять статті, яких немає на сайті.

Дивна суб'єктивність часу

На вершині гори час рухається інакше, ніж напляжі. Але щоб випробувати спотворення сприйняття часу, не потрібно вирушати в гори або на море. Так, в моменти сильного страху мозок виділяє велику кількість адреналіну, який прискорює внутрішній годинник, змушуючи сприймати зовнішній світ як рухається дуже повільно.

Ровеллі зазначає, для роботи в галузі квантової гравітації доведеться зіткнутися з питаннями про природу часу.

Ще одна поширена спотворення виникає,коли ми фокусуємо свою увагу певним чином. Як зазначає Аарон Сакетт, ад'юнкт-професор маркетингу в Університеті Сент-Томаса в інтерв'ю Gizmodo, якщо ви думаєте про те, як в даний час проходить час, найголовнішим фактором, що впливає на ваше сприйняття часу, є увага.

Чим більше уваги ви приділяєте плину часу, тим повільніше воно тече.

Коли ви відволікаєтеся від плину часу -можливо, від чогось цікавого, що відбувається поблизу, ви з більшою ймовірністю втрачаєте рахунок часу. Створюється стійке відчуття, що воно вислизає швидше, ніж раніше. Відома приказка говорить: «Час летить, коли тобі весело», але реальність більше схожа на «час летить, коли ти думаєш про інші речі».

У свою чергу Ровеллі вважає, що те, що миназиваємо часом - це багата, стратифікована концепція, що має безліч шарів. Деякі верстви часу застосовні тільки в обмежених масштабах в обмежених областях, але це не робить їх іллюзіямі.Іллюзіей є уявлення про те, що час тече з абсолютною швидкістю. Річка часу може текти вічно вперед, але вона рухається з різною швидкістю, між людьми і навіть всередині вашого власного розуму.