Tidens flykt

2013-03-27 07:19  

Vad är egentligen tiden? Går den alltid lika fort? Går den att stanna? Tar den slut? Kan den kanske byta riktning? Kan man i så fall resa till framtiden eller det förflutna?

I begynnelsen skapade Gud himmel och jord.
Och jorden var öde och tom, och mörker var över djupet,
och Guds ande svävade över vattnet.

Och Gud sade: ”Varde ljus.”

Och det blev ljus.

Genesis 1:1

Så börjar Bibelns skapelseberättelse. Andra kulturer har sina egna fantasifulla berättelser där någon gudom har skapat jord, himmel och hav ur mörker och kaos.

Enligt medeltidens kristna teologer inträffade skapelsen för runt 6 000 år sedan. Den irländske biskopen James Ussher tidsbestämde med hjälp av Bibeln denna händelse till år 4004 f Kr. Närmare bestämt natten till söndagen den 23 oktober enligt den julianska kalendern.

Vår egen tids vetenskapliga skapelseberättelse handlar om Big Bang, den stora smällen, som antas ha inträffat redan för bortåt 13 miljarder år sedan. Under bråkdelar av en sekund bildades all materia och all energi i hela universum. Därefter blåstes allt upp till enorma dimensioner i den så kallade inflationsfasen, upptäckt (eller möjligtvis påhittad) av kosmologerna Alan Guth och Andrej Linde.

Sedan dess har universum stadigt expanderat medan galaxer, stjärnor och planeter bildats. För 10 miljarder år sedan bildades Vintergatan, för 4,5 miljarder år sedan solsystemet och jorden, en halv miljard år senare uppstod de första levande organismerna och för knappa 100 000 år sedan den moderna människan. Det är annat än Usshers 6 000 år.

Anledningen till universums expansion antogs ursprungligen vara materiens tröghet efter den stora explosionen, men numera tror kosmologerna att den drivs av en mystisk kraft som kallas mörk energi och anses utgöra 70 procent av universums innehåll. Den mörka energin driver isär rymden och kommer till sist i en avlägsen framtid att slita sönder själva materien. En apokalyps väl jämförbar med de religiösa undergångsprofetiorna.

Gav skapelsen också upphov till tiden? Här har meningarna gått isär bland de lärde. Vissa, som Isaac Newton, ansåg att tiden alltid funnits, även före skapelsen. Andra, som Leibniz, hävdade att det inte kan finna någon tid om inget händer. I ett universum utan innehåll kan inget hända, och därmed ingen tid finnas. Tid är skeende, förändring.

Upplysningstidens filosofer och vetenskapsmän grunnade mycket över tidens egenskaper. Immanuel Kant såg tiden och rummet enbart som referensramar som fylldes med ting och händelser. Rummet utan innehåll var ointressant, likaså en tid utan händelser. Det vara bara i människans inre som den rena tiden hade en betydelse. Även om inget händer i omvärlden blir vi ju hela tiden äldre.

Att färdas in i framtiden är lite som att åka tåg baklänges och inte kunna se framåt när vi tittar ut genom fönstret. Vi vet var vi har varit men inte vart vi är på väg eller vad som kan dyka upp i blickfältet härnäst.

Men riktigt så är det ändå inte. Vi vet faktiskt på ett ungefär vart vi ska. Tiden är nämligen inte bara linjär, från det förflutna via nuet till framtiden, utan den är också cyklisk. Dagarna och nätter avlöser varandra liksom årstiderna, det vet vi. Ebb följer flod, månens faser växlar regelbundet och planeterna vandrar i regelbundna banor på natthimlen. Tidens tåg är lite som Uppsalapendeln. Många stationer har vi redan passerat flera gånger tidigare. Människor föds, människor dör. Generationer avlöser generationer. Vi har varit med om det förr.

I forntiden sågs tiden som huvudsakligen cyklisk, eftersom nästan inget nytt inträffade som inte hade skett tidigare. I vår tid är situationen en annan. Samhällets snabba utveckling gör att pendeltåget får nya linjesträckningar för varje år. Förr anställde makthavare astrologer och spåmän för att förutsäga den osäkra framtiden. I dag har vetenskapen och forskningen samma syfte. Meteorologer, aktieanalytiker och fondplacerare är vår tids siare. Tid är pengar, som Benjamin Franklin sa.

Under antiken hade människorna lärt sig att mäta tiden med hjälp av naturens rytmer. Solurets skugga kunde visa timmarnas gång och kalendrar placerade in årets dagar i rätt ordning. Någon gång under senare medeltid uppfanns de första mekaniska uren och från 1500-talet hade varje stad av rang ett tornur, där folk kunde se vad klockan var. Men några tillförlitliga tidmätare fanns ännu inte. När Galileo experimenterade med fallande kroppar i början av 1600-talet hade han ingen mätare som med precision kunde ta den tid det tog. Trots detta lyckades han och Newton formulera rörelselagarna. Paradoxalt nog fick de därigenom en metod att indirekt bestämma tidsförlopp, eftersom ekvationerna gav samband mellan kraft, längd, vikt och tid.

Tidmätarna blev successivt bättre. 1759 konstruerade den brittiske urmakaren John Harrison en kronometer som gick så exakt, även ombord på ett gungande skepp, att den kunde användas som hjälpmedel för att finna longituden – positionen i östvästlig led – under långfärder till sjöss.

På 1900-talet blev tidmätarna så exakta att de gick mer rätt än naturen själv. Det visar sig att varken jordens rotation eller dess bana runt solen är helt jämn. Jorden snubblar lite på sin väg, vilket gjort att Greenwich Mean Time, soltiden vid nollmeridianen i Greenwich, numera ersatts av en helt syntetisk tid: UTC – Universal Time Coordinated. Egentligen är den en sorts Greenwichtid, men kalibrerad för att gå helt jämnt. Eftersom jorden sakta minskar sin rotationshastighet blir dygnen för varje år en smula längre, vilket innebär att man ungefär vart fjärde år lägger in en skottsekund till UTC. Senast detta skedde var den 30 juni 2012.

Newton föreställde sig att det fanns en gemensam normaltid för hela universum. I slutet av 1800-talet insåg emellertid en rad fysiker, Maxwell, Poincarré och Lorenz med flera, att det inte stämde. Det blev Albert Einstein som kunde lösa det hela och formulera först den speciella relativitetsteorin 1905, sedan den allmänna 1915. Tiden och rummet hänger ihop, hävdade han. En observatör i rörelse relativt en annan upplever att den andres tid går långsammare än hans egen. Tiden går olika fort beroende på hur fort man färdas relativt någon.

Denna förändring av tidens flöde har en tydlig och mätbar effekt när det gäller pi-mesonerna, partiklar som bildas i atmosfärens övre skikt när kosmisk strålning träffar luftmolekyler. Pi-mesonens livslängd är mycket kort, bara 2·10-6 sekunder, vilket gör att de borde sönderfalla efter 400–500 meter. Trots detta överlever de färden ända ner till jordytan. Hur kan det komma sig? Jo, eftersom deras hastighet är så hög går deras tid långsammare i förhållande till oss, vilket innebär att deras livslängd ökar så att de hinner ner.

Tiden kan alltså gå olika fort. Faktum är att om vi kunde lifta med en masslös foton i ljusets hastighet skulle det inte ta oss någon tid alls att färdas hur långt som helst. Vi skulle vara framme samtidigt som vi startade. Vid ljushastigheten stannar tiden.

När kvantfysiken utvecklades i början av 1900-­talet insåg fysikerna att de flesta interaktioner på kvantnivå var tidsinvarianta. De kunde lika gärna gå baklänges. I själva verket var det mycket annat som också kunde gå baklänges, exempelvis planeterna i sina banor. Innebar det att även tiden kunde gå baklänges? Då skulle man kanske kunna färdas till det förflutna. Tänk så praktiskt!

– Tyvärr, säger fysikern Ilya Prigogine i sin bok ”Ordning ur kaos”. Det finns en tidspil definierad av både termodynamiken och sannolikhetsläran. Tänk er att ni kastar en sten i en sjö. På vattenytan bildas ringar som sakta utbreder sig över vattnet samtidigt som stenen sjunker till botten. Föreställ er nu allt detta baklänges. Ur vassruggarna vid stranden bildas plötsligt vågrörelser som formerar sig till ringar som slutligen möts i en punkt där en sten kommer uppfarande. Ytterst osannolikt.

Nej, tidsresor får vi nog nöja oss med att göra i fantasin. För, som någon sa, hade det varit möjligt att resa i tiden hade vi redan fått besök från framtiden. Fast vad är det som säger att vi inte har fått det?

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer