Iluzja 'teraz': Czy nasz umysł tworzy rzeczywistość?

Czy chwila, którą nazywamy „teraz”, jest czymś stałym i uniwersalnym, czy może to tylko ulotna iluzja, wytwór naszego umysłu? Pytanie to, choć brzmi filozoficznie, od dziesięcioleci nurtuje również świat nauki, a szczególnie fizykę.

W naszej codzienności zakładamy, że istnieje jeden, wspólny dla wszystkich, absolutny moment teraźniejszości. Wszyscy dzielimy ten sam czas, a „teraz” jest po prostu bieżącym punktem na osi czasu.

Jednak współczesna fizyka, a zwłaszcza teoria względności Einsteina, brutalnie obala to intuicyjne przekonanie, wprowadzając nas w świat, gdzie czas jest znacznie bardziej elastyczny i subiektywny, niż moglibyśmy sobie wyobrażać.

Profesor Jim Al-Khalili, ceniony fizyk z Uniwersytetu Surrey i autor fascynującej książki „O czasie.

Fizyka, która sprawia, że wszechświat tyka”, rzuca nowe światło na tę fundamentalną kwestię, ukazując, że koncepcja uniwersalnego „teraz” po prostu nie ma sensu.

Relatywność równoczesności: „Teraz” jako kwestia perspektywy

Kluczem do zrozumienia złożoności czasu jest zasada nazywana względnością równoczesności.

Jest to jeden z najbardziej zdumiewających wniosków płynących ze szczególnej teorii względności Alberta Einsteina, który od lat stanowi wyzwanie dla studentów fizyki i laików.

Wyobraźmy sobie prosty eksperyment myślowy: dwie błyskawice światła, które dla nas wydają się nastąpić dokładnie w tej samej chwili.

Jeśli wiemy, że błyskawice te zaszły w równej odległości od nas, a sygnał świetlny dotarł do naszych oczu równocześnie, logicznie zakładamy, że same zdarzenia również były równoczesne.

Możemy cofnąć się w czasie i stwierdzić, że te dwa, równo oddalone od nas, rozbłyski faktycznie zaszły jednocześnie.

Nasza pozycja, dokładnie w połowie drogi między nimi, pozwala nam na takie właśnie wnioskowanie. Jednak, jak wyjaśnia profesor Al-Khalili, koncepcja równoczesności zależy od obserwatora i jego ruchu:

• Dla nas, z punktu widzenia spoczynku, dwa zdarzenia w równej odległości, których sygnały dotarły jednocześnie, są uznawane za równoczesne.
• Dla obserwatora poruszającego się z prędkością bliską prędkości światła, te same dwa zdarzenia mogą nie być równoczesne; jedno mogło nastąpić przed drugim.
• Co więcej, możliwe jest, że my postrzegamy zdarzenie A jako poprzedzające zdarzenie B, natomiast dla obserwatora poruszającego się bardzo szybko względem nas, zdarzenie B nastąpiło przed zdarzeniem A.

Gdzie zatem jest 'teraz', skoro nasza przeszłość i przyszłość mogą się ze sobą mieszać?

Jim Al-Khalili

Ta relatywność oznacza, że nie ma czegoś takiego jak absolutny, uniwersalny moment teraźniejszości, który byłby wspólny dla wszystkich we wszechświecie. „Teraz” staje się raczej subiektywnym doświadczeniem, zależnym od stanu ruchu obserwatora.

Kauzalność: Niezmienna granica względności

Mimo tej zadziwiającej elastyczności czasu, istnieje jednak pewna nieprzekraczalna zasada, która rządzi wszechświatem: kauzalność, czyli związek przyczynowo-skutkowy.

Jak podkreśla Jim Al-Khalili, nie można naruszyć tego porządku. Jeśli zdarzenie A jest bezpośrednią przyczyną zdarzenia B, to nikt, niezależnie od swojego stanu ruchu, nie może zobaczyć zdarzenia B przed zdarzeniem A.

Jest to logiczne i fundamentalne dla naszej koncepcji rzeczywistości.

Profesor Al-Khalili, choć zwykle unika drastycznych przykładów, posługuje się obrazową sytuacją: jeśli ja strzelam z pistoletu (zdarzenie A), a ktoś zostaje postrzelony i upada (zdarzenie B), nikt nie zobaczy ofiary upadającej, zanim padnie strzał.

Naruszenie tej zasady oznaczałoby chaos, w którym skutek mógłby zapobiec swojej przyczynie, co jest sprzeczne z podstawowymi prawami fizyki i logiki. Kauzalność jest więc niewzruszoną kotwicą w burzliwym morzu relatywistycznego czasu.

Istnieje jednak ważna subtelność: jeśli dwa zdarzenia są wystarczająco oddalone w przestrzeni i wystarczająco bliskie w czasie, tak że sygnał świetlny nie miałby szansy przemieścić się między nimi, wówczas mówimy, że nie są one kauzalnie połączone.

W fizyce takie zdarzenia określa się jako rozdzielone czasoprzestrzennie (space-like separated). W takim przypadku, kolejność zdarzeń A i B może być „rozmyta” – jeden obserwator zobaczy A przed B, inny B przed A.

Ta zasada pokazuje, że choć kauzalność jest święta, to dla zdarzeń niepowiązanych przyczynowo-skutkowo, iluzja „teraz” może być jeszcze bardziej skomplikowana i zależna od punktu widzenia.