Hvordan ved vi, at tiden eksisterer?

Alarmen går om morgenen. Du når dit morgentog til kontoret. Du holder frokostpause. Du når dit aftentog tilbage. Du går en times løb. Spis aftensmad. Gå i seng. Gentage. Fødselsdage fejres, dødsfald mindes. Nye lande bliver født, imperier opstår og falder. Hele den menneskelige eksistens er bundet til tidens gang.

Men vi kan ikke se det, og vi kan ikke røre det. Så hvordan ved vi, at det virkelig er der?

"I fysik har vi, hvad vi kalder ideen om 'absolut tid', og den bruges til at beskrive forskellige ændringer som et forløb af begivenheder," begynder Koyama. "Vi bruger newtonsk fysik til at beskrive, hvordan ting bevæger sig, og tid er et væsentligt element i dette."

Den dag i dag er klassisk newtonsk tanke om tid – hvor tiden er konstant i hele universet – stadig en god tilnærmelse af, hvordan mennesker oplever tid i deres daglige liv. Vi oplever alle tid på samme måde, og vi synkroniserer alle vores ure på samme måde, uanset hvor vi er i verden, uanset om det er London, Tokyo eller Buenos Aires.

Der er ingen tid uden plads

Fysikere har dog indset, at tiden faktisk kan opføre sig anderledes og ikke er så konsekvent, som Newton troede. "Når vi taler om tid, skal vi også tænke på plads - de kommer i en pakke sammen," siger han. "Vi kan ikke afbryde de to, og den måde et objekt bevæger sig gennem rummet bestemmer, hvordan det oplever tiden."

Kort sagt afhænger den tid, du oplever, af din hastighed gennem rummet som observatør, som skitseret gennem Einsteins særlige relativitetsteori, en teori om, hvordan hastighed påvirker masse, tid og rum.

Derudover kan tyngdekraften af ​​et stort objekt ifølge Einsteins generelle relativitetsteori påvirke, hvor hurtigt tiden går. Mange eksperimenter er blevet udført, som siden har bevist dette. Fysikere har endda opdaget, at sorte huller fordrejer den umiddelbare rumtid omkring dem på grund af deres enorme gravitationsfelter. Koyama fortsætter med at udspørge denne teori.

"Et godt, solidt eksempel på at få hovedet omkring alt dette er at se på, hvordan vi bruger GPS," fortsætter Koyama. "GPS virker på grund af et netværk af satellitter, der kredser om Jorden. De er placeret i meget høj højde, og dermed er tyngdekraften, de oplever, svagere. Derfor burde tiden faktisk gå hurtigere for dem, end den gør for os på jorden, hvor vi oplever højere tyngdekraft. Men fordi satellitterne rejser med meget høje hastigheder rundt om planeten, hjælper dette faktisk med at bremse tiden, hvilket kompenserer for manglen på tyngdekraft."

At forstå, hvordan disse to effekter virker og påvirker hinanden, er afgørende for at sikre, at det globale GPS-netværk fungerer korrekt. Og en konsekvent teori om tid, der forklarer, hvordan objekter bevæger sig, er en afgørende ingrediens i dette. Så ure fortæller os ikke fibs:tid eksisterer uden for vores egen opfattelse.

Kunne vi nogensinde gå tilbage i tiden?

Endelig skulle spørgsmålet om, hvorvidt tidsrejser en dag kunne lade sig gøre, stilles for Koyama, en professor i kosmologi ved University of Portsmouth, og dermed bedst placeret til at fortælle os sandheden.

"Jeg er ked af at skuffe dig, men for at tidsrejser skal være mulige, er vi nødt til at opdage en helt ny type stof, der har magten til at ændre krumningen af ​​tid og rum," siger Koyama. "Sådan stof ville kræve egenskaber, der simpelthen ikke eksisterer i naturen. Vi fysikere tror stærkt på, at det simpelthen er umuligt at gå tilbage til fortiden - men det er rart at fantasere om det." + Udforsk yderligere

Et skridt mod kvantetyngdekraften