Az ősrobbanás előtt honnan került oda az, ami felrobbant?

Pár dolgot előre leszögeznék. Egyrészt nem lesz rövid, amit írok - azt hiszem, ez látható is -, de még így is épphogy csak bele-belekaotam egy-egy témába felszínesen. Ennél tömörebben legalábbis nekem nem ment a dolog. Másrészt visszaolvasva a vitátokat az időről, lehet nem fog felhőtlen örömmel eltölteni, amit írok, de kérlek, próbáld meg nyitottan, előítéletek és feltevések nélkül olvasni. Harmadrészt pedig nagyon más oldalról közelítem a dolgot, mint ahogy te. Illetve a vitapartnered is nagyon máshogy tette.

A vitapartnered alapvetően a fizika oldaláról közelítette meg az idő fogalmát és én is ezt fogom tenni. Mivel a téma az ősrobbanás és azzal kapcsolatosan az energiamegmaradás, amikkel a fizika tudománya foglalkozik, jelen kontextusban ez a megközelítés tűnik helyesnek, vagy legalábbis idevalónak. A filozófia - ahogy az utolsó hozzászólásaidból számomra látszik - teljesen más kérdéseket tesz fel az idővel kapcsolatban, mint a fizika, máshogy közelít, mást helyez előtérbe. Bár ahogy említettem, abszolút semmit nem értek a filozófiához, így ezt a következtetést a hozzászólásaid alapján sebtében vontam le, ennek megfelelően bőven tévedhetek is ebben.

Első körben érdemes elmondani, hogy a fizika olyan mennyiségekkel operál, amikhez valamilyen módon valamilyen mérési utasítást tud rendelni. Konkrétan a fizikában valamely mennyiség mérési módjának megadása teljesen pótolja a fogalmi definíciót. Ez alapvető jelentőségű és rendkívül fontos megérteni.

Ennek megfelelően tehát az időt nem fogalmilag definiáljuk, hanem egy mérési utasításon keresztül tudjuk bevezetni a fizikába. A mérési utasítás valóban valamilyen anyag valamilyen változásához kötött, legyen az akár periodikus mozgás, pl. egy ingáé, vagy valamilyen átalakulás, pl radioaktív elemek bomlása, vagy bármi egyéb, ami adott pontról adott megfigyelő számára mindig ugyanúgy fog lezajlani.

Az időt tehát mérjük valahogy és ennek örülünk. Csakhogy a 20. század elején kiderültek komoly disznóságok az idő mérésével kapcsolatban: hiába vannak olyan természeti folyamatok, amik rendkívül pontosan meghatározott idő alatt mennek mindig végbe - pl ha van egy maréknyi szabad neutronunk, annak a fele mindig 14 perc 39 másodperc alatt fog elbomlani, ha te méred ott a kezedben -, ha különböző megfigyelőket kérdezünk, jó eséllyel mégis úgy látják, hogy ezek a folyamatok különböző idők alatt zajlottak le. Pl. vegyük a kezünkben lévő marék szabad neutront. Amint elbomlik a fele, egy lámpával leadunk egy jelet egy megfigyelőtársunknak, megint elbomlik a fele, megint leadjuk a jelet. Így 14 perc 39 másodpercenként leadunk egy egy jelet. Viszont ha mi kellően gyorsan mozgunk a megfigyelőtársunkhoz képest, ő úgy fogja látni, hogy a 14 perc 39 másodpercnél hosszabb időtartamok telnek el a lámpa felvillanásai között. Minél gyorsabban mozgunk, annál inkább. (Természetesen a fény terjedési sebességét és a jel leadása pillanatában vett távolságunkat a megfigyelőtársunktól belekalkuláljuk a megfigyelésbe, így az eltérés nem a fényjel megérkezésének késéséből adódik.) Ha erős gravitációs térben állunk, míg megfigyelőtársunk nem, a helyzet ugyanez, minél erősebb a gravitációs tér, annál inkább. 14 perc 39 másodperc helyett lehet fél óra, fél év, vagy egy évezred is.

Úgy tűnik, bizonyos körülmények - nagy sebesség, erős gravitáció - hatással vannak arra, hogy egyes folyamatok milyen gyorsan mennek végbe. Külső megfigyelőkhöz képest! Mi, aki mérünk, mindent normálisnak találunk, viszont külső megfigyelőtársaink, hozzánk viszonyított ilyen-olyan körülményeiktől függően tökmást mérnek. Tehát az idő nem egy abszolút valami, ahogy azt zsigerileg gondolnánk, megfigyelőktől és azok bizonyos tulajdonságaitól függően más és más mindenkinek. Néha nyúlik, néha rövidül és semmiképp nem egy állandó valami.

Ha valaki arról beszél, hogy az időnek van sebessége, arra gondol, hogy más-más _ütemben_ tud telni megfigyelőktől függően.

Ez egy kísérletileg sokszor és sokféleképp igazolt tény, olyannyira, hogy ennek a figyelembe vétele nélkül pl nem létezne gps navigáció, szóval ha pl eltévednél az utcán, a google mapset megsüthetnéd, nem lenne több, mint egy papír alapú térkép. A mindennapi gyakorlatban is használunk tehát készülékeket, amik ezt figyelembe kell, hogy vegyék. (A gps műholdak hozzánk képest nagy sebességgel mozognak, ráadásul a Föld felszínétől viszonylag távol a gravitáció nagysága sem akkora, mint itt a Földön állva.) Ezeket a hatásokat a relativitáselmélet írja le.

A fentiek értelmében azt láthattuk tehát, hogy ha valaki gyorsan megy - a külvilág számára legalábbis - neki lassabban ketyegnek az órái, amit megfogalmazhatunk úgy is, hogy lassabban utazik az időben. Ha a térben utazik lassabban, akkor pedig az időben fog gyorsabban utazni. Van tehát egy összefüggés a térben való haladás és az időben való haladás között. Ha egy megfigyelő (nehezen állnám meg, hogy hozzá ne tegyem: adott koordináta rendszerben - de ezt reménytelenül hosszú lenne rendesen kifejteni, így csak a pontosság kedvéért ideszúrom ezt a kiegészítést) a térben áll, akkor számára az idő a lehetséges leggyorsabb ütemben telik. Ezt mondhatjuk úgy, hogy maximális sebességgel halad előre az időben. (Kicsit megcsavarva a dolgokat: ha valami pedig a térben halad előre maximális sebességgel, az az időben áll. Praktikusan ez pl azt jelenti, hogy a fénysebességgel - azaz maximális térbeli sebességgel - haladó fotonok számára az idő mint olyan, áll. A keletkezésük és elnyelődésük az ő szempontjukból ugyanabban a pillanatban történik. De ez most mellékvágány, ráadásul ha ki kellene fejtenem a koordinátarendszeres gondolatokat, újabb bonyodalmakról kellene beszélni.)

Visszatérve az időben való maximális haladásra. A térben és időben való haladást ún. Minkowski diagramokon szokás szemléltetni, ahol a különböző tengelyekkel bezárt különböző szögek mutatják meg a térben és időben való haladás sebességét. Anélkül, hogy ide elkezdenék rajzolgatni - ami viszonylag nehezen menne - ez így elég száraz, meg érthetetlen, tudom. A lényeg, hogy ezen diagramok abszcisszáján általában a térbeli távolság, ordinátáján az időbeli jelenik meg, viszont nem simán t, hanem c*t formájában, ahol c a fény sebessége. Maximális sebességű időbeli haladásnál csak y irányba haladunk, 1 t időegység alatt 1 egységnyit, azaz 1 c*t-nyit, így a haladási sebesség az 1 c*t/t = c, a fény sebessége. A vitapartnered erre gondolt, amikor azt mondta, nyugalomban lévő testek az időben fénysebességgel haladnak.

Valójában a Minkowski diagram ilyen beosztása nem hasraütésszerű, illetve az időben való haladás maximális sebességének fénysebességként való meghatározása ennél elegánsabban és kevésbé ad-hocnak tűnő jelleggel is megejthető, csak épp gyk-s keretek között reménytelenül hosszú kifejtést igényelne. Ha utánanéznél, neten leginkább angol irodalmat érdemes nézni és a "spacetime interval" a megfelelő keresőszó, mint - megtoldva a keresést ezzel - "invariant quantity for all observers". Ebből már sejthető egy újabb disznóság: bár azonos történések különböző megfigyelőkhöz képest más ütemben, sebességgel stb stb történnek, van egy minden megfigyelő számára megegyező érték. És innen indulhat a levezetése annak, amit fent némi huszárvágással oldottam meg.

A relativitáselméletben - már most sejthetően - a tér és idő összefügg, és egy téridőnek nevezett akármit alkot. És bár az idő, meg egyébként a tér is olyan akármik, amiket nem tudsz megfogni, nem mehetsz oda és tapogathatod meg, mindkettő, illetve az egész téridő úgy viselkedik, hogy mérhető és bizonyos "ingerekre" változó tulajdonságaik vannak. A relativitáselmélet - pontosan az általános relativitáselmélet - központi eleme, az einstein féle téregyenlet egyik központi eleme pont az a tenzor - matematikai akármi -, ami megmondja nekünk, hogyan változik a téridő bizonyos dolgok hatására. És bizony változik, kimerhetően, vizsgálhatóan, a hatását meg tudjuk tekinteni.

Az idő maga egyébként valóban nem atomokból van, az atom szó mai értelmében, de egyelőre nem világos, hogy kvantálható-e, azaz démokritoszi értelemben vett atomjai, oszthatatlan kis egységei léteznek-e. Az idő, pontosabban a tér és az idő, vagy a fentiek szerint egyben kezelve, a téridő a jelenlegi fizikai modelljeinkben egy háttér, amin zajlanak az események. Ahogy volt róla szó, a relativitáselméletben ez a háttér azonban már nem állandó, nem egy szépen kifeszített vászon, amire felfestjük a történéseket, hanem egy hepehupás, itt-ott gyűrött, hol megnyúló hol összemenő valami. De azért egy háttér, egy festővászon. Ennek a háttérnek a viselkedése adja a gravitációt magát. Csakhogy a gravitációval van egy gond: a jelenlegi legjobb fizikai modellünk, ami a téridőt, mint festővászont legjobban leírja, nem összeegyeztethető a kvantumfizikával. Ami a legtöbb esetben nem okoz problémát, mert a gravitációnak - gyengesége folytán - általában csak igen nagy skálákon nézve van szerepe, míg a kvantumfizikai jelenségek pont hogy a lehető legkisebb méretekben mutatják meg magukat. De azért egy-két esetben gyakorlati jelentősége is lenne a két modell összehangolásának, illetve azért elvi alapon sem rossz, ha van egy olyan fizikai modellünk, ami tudja kezelni a világ mindkét aspektusát. Ez a modell lenne az ún. kvantumgravitáció. Most itt nem tárgyalt okokból ennek megalkotása a fizika történetének alighanem legnagyobb kihívása és nem mondható épp egy elképesztő sebességgel haladó sikersztorinak, mindenesetre van pár modell-kezdemény, elgondolás ez irányba. Olyan is, ami a téridőt továbbra is egyfajta háttérként kezeli - mint a különféle húrelméletek -, de olyan is, ahol diszkrét alkotóelemekből áll, azaz pl az időnek konkrét darabjai vannak, amiből ő összeáll - ilyen a hurok-kvantumgravitáció. Persze egyik elképzelés sincs bizonyítva és nagyon sok út van még előttünk addig, de egy dolog biztos: nem ismerjük az idő valódi természetét és bizony nem tudjuk kizárni, hogy konkrétan kis építőkockákból áll, mint ahogy abból áll a fény vagy épp az asztal előtted.

Nem tudom, kihagytam-e valamit, ami említésre lett volna érdemes a vitátokból. Ha igen, nyugodtan emlékeztess. Mindenesetre én úgy látom, hogy a vitapartnered korrekt dolgokra gondolt, viszont hosszas kifejtések és bizonyos kifejezések teljes megmagyarázása nélkül ez a téma teljesen félreérthető és/vagy érthetetlen lehet, amit így teljesen érthető, ha nem tud befogadni az ember. Ugyanakkor az is érthető, ha valaki saját szabadidejében nem akar órákat pötyögni a gyk előtt.