Gør plads for Tiden

Fysikere mødes for at løse gåden om, hvorfor tiden strømmer en vej

Scott Dodd

"Emoclew dna olleh," sagde strengteoretikeren Brian Greene fra Colombia University, da han åbnede en konference på New York Academy of Sciences oktober 2007. "Hvis I forstod det som 'Hello og velkommen' i omvendt tid" klargjorde han, "behøver I sandsynligvis ikke være her."

Der var ingen, der gik. Mange af verdens top teoretiske fysikere og kosmologer samledes på konferencen for at brydes med mysteriet om, hvordan tiden virker. Ny teleskop observationer og ny tænkning om kvantegravitation har overbevist dem om, at det er tid til at undersøge tiden igen. "Vi har besvaret klassiske spørgsmål om tiden ved at erstatte dem med andre svære spørgsmål," siger kosmologen Max Tegmark fra Massachusetts Institute of Technology.

       Umiddelbart forekommer tiden temmelig enkel, som en ensrettet gade: æg uspejler sig ikke, smilerynker forsvinder ikke (ihvertfald ikke uden Botox), og ens bedsteforældre vil aldrig blive yngre end en selv. Men universets grundlæggende love synes at være tidssymmetriske, altså at de er upåvirkede af tidens retning. Fra fysikkens synspunkt eksisterer fortiden, nutiden og fremtiden samtidigt.

       I mere end et århundrede har fysikere foreslået et utal af forklaringer på denne tilsyneladende modsigelse, fra den psykologiske (tidens strøm er en illusion) til den fysiske (en eller anden ukendt egenskab ved kvantemekanik bilægger modsigelsen). Ingen har vist sig tilfredsstillende. I 1927 udmøntede astrofysikeren Sir Arthur Eddington udtrykket "tidens pil" om fænomenet og kædede det sammen med entropi: efterhånden som universet bliver ældre, bliver det mere uordnet og følger termodynamikkens anden lov.

       Men forskerne kan ikke forklare, hvorfor der ligger orden i fortiden og uorden i fremtiden. En løsning har vist sig så flygtig, at den til tider er blevet betragtet som en distraktion fra mere "respektabel" forskning. Fysikeren Richard Feynman nægtede endda at få kommentarer om tidens pil tilskrevet sig på en konference i 1963 og insisterede på at blive identificeret som "Mr. X."

       "Opgaven ligger på skillelinien mellem videnskab og filosofi og masser af folk føler sig ikke godt tilpas i det område," siger Laura Mersini-Houghton, fysiker på University of North Carolina at Chapel Hill og medarrangør af konferencen. "Det har været meget vanskeligt at gøre fremskridt i de sidste 20 år, fordi der ikke har været meget nyt at berette."

       Alt det ændrer sig takket være stærke instrumenter til sondering af himlen. Den kosmiske mikrobølge baggrundsstråling, en rest fra big bang, viser, at universet 380.000 år efter fødslen var fyldt med varm gas, som var jævnt fordelt og yderst ordnet. Med tiden gennemgik det tidlige kosmos inflation og begyndte at smelte sammen til det uordnede univers af stjerner og atomer, vi kender idag.

       Det, der forbliver gådefuldt, er imidlertid, hvorfor det tidlige univers var så ordnet - en tilstand fysikerne betragter som højst usandsynlig - og hvad fik det til at svulme op så hurtigt. "Når man kommer ned til kernen af tidens-pil problemet er den, Hvorfor var det tidlige univers, som det var?" siger Sean Carroll, kosmolog på California Institute of Technology. Hvad mere er, gennemgår kosmos nu en anden periode med ekspansion, hvor galakserne flyver fra hinanden med stigende hastighed på grund af en mystisk mørk energi. "Den kendsgerning, at det ser ud til at universet blot vil ekspandere for evigt og blive koldere og koldere, gør de forskellige forhold endnu mere slående," tilføjer Carroll.

       Mersini-Houghton og hendes kolleger bragte nogle af feltets bedste hjerner sammen til konferencen, fordi, som hun formulerer det, "vi kan ikke bare feje dette problem ind under gulvtæppet længere og håbe at det vil blive løst af noget andet." Fremtrædende fysikere som Greene, Tegmark, Lee Smolin fra Perimeter Institute for Theoretical Physics i Ontario, Paul Davies fra Arizona State University og Andreas Albrecht fra University of California, Davis påkaldte strengteori, ligninger for sorte huller og ideen, at vi lever i et af mange parallelle universer som mulige forklaringer.

       Multiversbegrebet dukkede frem som en af de mere foretrukne - eller i det mindste hyppigt omtalte - teorier for den mærkelige orden i det tidlige univers. "Hvis man accepterer ideen, at dette måske kun er et af mange mulige universer, så gør den det mere plausibelt," siger Mersini-Houghton. Universer, der begyndte mere kaotisk overlevede måske ikke eller udviklede sig ikke til at kunne understøtte intelligent liv. Så den ensrettede tid - og hele vor eksistens, for den sags skyld - kunne blot være tilfældig.

       Adskillige tilstedeværende sagde, at forståelse af tiden er altafgørende for at hjælpe dem med at besvare andre fundamentale spørgsmål, inkluderende hvad der sker i centrum af en sigularitet og om den kosmiske inflation en dag kunne vende om og få universet til at kollapse. Og den voksende mængde kosmologiske data tillader fysikerne at lave forudsigelser om naturen af tiden og det tidlige univers, der snart vil kunne afprøves gennem nye observationer. "Vi kan se meget mere end vi kunne før og det betyder, at vi kan være lidt mere dristige," siger Mersini-Houghton. Det er på tide.

Scott Dodd er freelance skribent, baseret i New York City.

Fra Making Space for Time, Scientific American, januar 2008, siderne 26-29.

14. marts, 2008.

Index