Jerzy Salak Wszechświat i My

Czas – enigmatyczne pojęcie fizyczne, psychologiczne i filozoficzne, tak często definiowane, a jednak tak mało wyjaśnione i zrozumiane. Czas - fizyczny wymiar naszej rzeczywistości, jeden z elementów Einsteinowskiej czasoprzestrzeni. Pomimo, że od moich narodzin upłynęło sporo czasu, to dalej nie mogę doczekać się takiej naukowej definicji pojęcia czasu, która przemówiłaby do mojej wyobraźni. Co mnie niosło przez te wszystkie lata życia, co płynęło mi często pomiędzy palcami? Kto pomoże mi zrozumieć czym jest faktycznie czas? Czy czas rzeczywiście istnieje? Czy jest to jeden z istotnych elementów naszej rzeczywistości czy też fikcja tworzona przez nasze umysły, pozwalająca łatwiej żyć i realizować czyjś - zamierzony lub nie – cel ?

W językach i kulturach wielu narodów najistotniejszymi cechami czasu jest podział na przeszłość, teraźniejszość i przyszłość. Niektóre języki rozróżniają jeszcze bardziej szczegółowy podział czasu, zwłaszcza w jego przeszłej formie. To właśnie te trzy główne cechy czasu pozwalają nam bardziej oswoić pojęcie czasu i jego upływania czy też uciekania.

Przeszłość jest najłatwiejsza do zdefiniowania i zrozumienia. Jest to stan fizyczny wszystkich widzialnych i niewidzialnych elementów naszego Wszechświata zapamiętana w naszym mózgu lub za pomocą innych technicznych urządzeń pozwalających przedstawić nam, świadomym obserwatorom, to co da się zarejestrować w sposób fizyczny. Najczęściej nośnikiem tej informacji o przeszłości są fale elektromagnetyczne. Ta docierająca do nas informacja „ukazuje” nam stan dowolnego miejsca we Wszechświecie takim jakim BYŁ momencie wysyłania tej informacji.

Nie odkrywam Ameryki twierdząc, że światło docierające do nas z obserwowanej części Wszechświata przedstawia faktycznie to, co BYŁO, przedstawia obraz gwiazd, galaktyk czy innych struktur takimi, jakie były tysiące, miliony czy miliardy lat temu. Przyczyną tego jest OGRANICZONA prędkość światła (dokładniej fal elektromagnetycznych) za pomocą których najczęściej badamy nasze otoczenie. Jest to również maksymalna prędkość z jaką może rozchodzić się jakakolwiek informacja.

Nie możemy jednak zapomnieć, że nasz Wszechświat jako całość rozszerza się przestrzennie z prędkością znacznie większą niż prędkość światła. Wszystkie punkty Wszechświata oddalają się wzajemnie od siebie z bardzo dużą prędkością (średnie tempo wynosi 68 km/s na megaparsek). Nie przeczy to nauce Einsteina, gdyż nie ma (jak na razie) fizycznych ograniczeń na prędkość rozszerzania się samej przestrzeni, niezależnie od jej metryki i struktury.

Gdyby Wszechświat się nie rozszerzał, to prędzej czy później dotarłaby do nas cała informacja o jego stanie w przeszłości. Światło opowiedziałoby nam całą historię Kosmosu. To właśnie różnice pomiędzy prędkościami światła i rozszerzania się przestrzeni ukazują nam w wyraźny sposób różnicę między przeszłością a przyszłością. Krótko mówiąc docierająca do nas informacja i nasze indywidualne obserwacje opisują czas przeszły, czyli to co było.

Przyszłość jest niezmiernie ważna dla wielu ludzi. Każdy chciałby wiedzieć co zdarzy się w „przyszłości”, gdyż w ten sposób można uniknąć wielu nieprzyjemnych dla nas sytuacji. Wyobraźmy sobie, że rzucamy do góry, nad naszą głowę, spory kamień. Nasza wiedza z „przeszłości”, czyli nasze doświadczenie i pamięć, podpowiada nam, że kamień rzucony w górę zacznie za jakiś czas spadać w dół i to dokładnie w tym miejscu gdzie stoimy. Rozsądek nakazuje nam odsunąć się z tego miejsca i obserwować ruch kamienia z boku. Oprócz naszego doświadczenia możemy zaprząc do przewidywania przyszłości naukę, a dokładniej prawa przyrody, jakie do tej pory odkryliśmy. Równania Newtona pozwalają nam z bardzo dużą dokładnością „przewidzieć” gdzie i w jakim czasie kamień spadnie. Mało tego, możemy również wyliczyć jakie będą skutki tego upadku, na przykład jaką dziurę zrobi w powierzchni ziemi.

Jest oczywiste, że czym bardziej dokładniej chcemy opisać przyszłość, tym coraz więcej danych potrzebujemy z otoczenia spadającego kamienia (opór powietrza, kształt i struktura powierzchni kamienia, wielkość siły grawitacji, itp.), ale i z jego przeszłości (z jaką siłą został wyrzucony, w jakim kierunku, itp.). Niestety, nawet gdybyśmy znali wszystkie te cechy z możliwą dla naszego świata dokładnością, to przyszłość zawsze może „pobiec” w innym kierunku niż moglibyśmy „wyliczyć” z praw przyrody. Przyczyną tego jest ukryta w najgłębszych zakamarkach rzeczywistości, wpisana we wszystkie prawa przyrody NIEPRZEWIDYWALNOŚĆ. To prawo nazwane przez ludzi zasadą nieoznaczoności Heisenberga ujawnia wspaniałą właściwość naszego Wszechświata – w zasadzie wszystko może się zdarzyć, chociaż prawdopodobieństwo jego zajścia może być niezmiernie małe. W naszym Wszechświecie istnieje miejsce na „cuda”, czyli zdarzenia które zdarzają się bardzo rzadko, ale jednak się zdarzają! Właśnie ta zasada nie pozwala nam tak dokładnie opisać przyszłości naszej historii czy też historii dostępnego nam wycinka Kosmosu.

Niektórzy uważają ten fakt za „szczęście” dla człowieka, bo nadmiar wiedzy o przyszłości może nie tylko nas ochronić przed spadającym kamieniem, ale czasami doprowadzić nas do szaleństwa i pomieszania zmysłów. To właśnie brak wiedzy o tym, kiedy umrzemy, kiedy stanie się coś złego lub dobrego, popycha nas do działania, zmiany naszej osobowości, kształtuje naszą duszę i otwiera nowe, czasami kompletnie niespodziewane kierunki przebiegu naszego życia.

Niestety, najwięcej problemów mamy z określeniem i zrozumieniem tego, co kryje się w słowie „teraźniejszość”. Niemożliwe jest wychwycenie realnej chwili w czasie, którą moglibyśmy nazwać teraźniejszością. Czy TERAZ, to moment, w którym postanowiłem zapamiętać stan fizyczny otaczającej mnie rzeczywistości? Przecież nawet sformułowanie mojej myśli zajęło jakiś czas, nie mówiąc o próbie zarejestrowania obrazu otoczenia za pomocą wzroku. A więc to co wydaje mi się teraźniejszością jest faktycznie PRZESZŁOŚCIĄ. Z pewnością nie jest przyszłością.

Jeszcze większe problemy napotykamy gdybyśmy chcieli opisać stan „teraźniejszy” naszego całego Kosmosu. Aby tego dokonać musielibyśmy zatrzymać wszelki RUCH wszystkiego, co istnieje lub znajduje się w naszej przestrzeni nazywanej Wszechświatem. Począwszy od spontanicznych drgań najmniejszych składników elementarnych takich jak struny, elektrony, protony itp., poprzez wstrzymanie „biegnącego” poprzez przestrzeń światła, ruchu atomów, cząsteczek, związków chemicznych, wszelkich obiektów materialnych i niematerialnych. Musielibyśmy wstrzymać ruch planet, gwiazd, galaktyk czy super Galaktyk. Ale najważniejsze – musielibyśmy wstrzymać rozszerzania się przestrzeni całego Wszechświata !

I nawet gdybyśmy posiadali taką wiedzę i moc (równą mocy Boga), to element prawdopodobieństwa wpisany na stałe w strukturę naszego Wszechświata (zasada nieoznaczoności) nigdy nie pozwoli nam opisać stanu tej „zatrzymanej” rzeczywistości w taki sposób, abyśmy mogli powiedzieć to jest TERAZ, to jest obecny stan widocznej przestrzeni wraz ze wszystkim, co ją wypełnia.

Salvador Dali - „Trwałość pamięci” (La persistencia de la memoria)

Analizując w ten sposób pojęcie czasu, można zaryzykować stwierdzenie, że nie istnieje coś takiego jak rzeczywisty czas, rozumiany jako wymiar kontinuum Wszechświata. Owszem, pojęcia czasoprzestrzeni jako czterowymiarowej konstrukcji naszej rzeczywistości jest jak najbardziej realne i praktyczne, gdyż pozwalają nam z dużą dokładnością opisać nasz świat. Pamiętajmy jednak, że Newton (i wielu jemu współczesnych) też myśleli, że jego równania są idealnym opisem ruchu spadających kamieni, planet, gwiazd i całej obserwowalnej materii. Idea Einsteina też może być kolejnym przybliżeniem opisu rzeczywistości, za czym przejawia chociażby fakt trudności powiązania ogólnej teorii względności z prawami kwantowymi naszej przyrody.

Zaryzykuję, że czas jest naszym indywidualnym, wymyślonym spojrzeniem na otaczającą nas rzeczywistość. To właśnie my, świadomi, obdarzeni inteligencją obserwatorzy wprowadziliśmy taki podział zapamiętanego stanu Wszechświata na to co było, jest i będzie. Nie ma to specjalnie nic wspólnego z pojęciem czasu, jako czegoś co „płynie”, „ucieka” czy „przecieka” przez palce. To tylko nasza lub wspomagana poprzez urządzenia PAMIĘĆ pozwala na faktyczne rozróżnienie tego co było, od tego co być może nastąpi z większym czy mniejszym prawdopodobieństwem.

Wielu naukowców skłonnych jest do zaakceptowania, że tak zwany „czas” powstał w momencie Wielkiego Wybuchu, czyli fizycznego powstania Wszechświata. Gdybyśmy potrafili obserwować powstanie i rozwój naszego Wszechświata z „zewnątrz”, to dostrzeglibyśmy systematyczne zwiększanie się jego rozmiarów przestrzennych i zachodzące w jego wnętrzu skomplikowane relacje pomiędzy wszystkimi materialnymi i niematerialnymi składnikami. Sam fakt rozszerzania się widocznego Wszechświata nasuwa w naszym umyśle ideę, że jego rozwój następuje w „czasie”, ale faktycznie to obserwujemy wyłącznie jego zmiany. Tempo tych zmian określone jest w zasadzie poprzez obserwowalny rozmiar przestrzenny, a nie poprzez rozwój w „czasie”.

Kolejne fazy rozwoju (zmian) Wszechświata, mogące być interpretowane jako rozwój w czasie.

Czas wydaje się pojęciem fikcyjnym, pozwalającym naszemu rozumowi na porównanie tego w jakim stanie znajduje się Wszechświat jako całość z tym co zostało zapamiętane. Bez pamięci poprzedniego stanu nie ma możliwości porównania z tym co „było” wcześniej. Ponieważ pamięć, traktowana jako element pozwalający na przechowanie informacji, może ulec zniszczeniu, to również pojęcie czasu w takim rozumieniu wydaje się fikcją, bo po prostu zabraknie punktu odniesienia. Jedyną „oczywistą” rzeczywistością wydaje się stan fizyczny (również kwantowy z jego probabilistyką) przestrzeni i wypełniającej ją energii, również w postaci materialnej. Takie rozumienie pojęcia „czasu” nie przeczy w żadnym miejscu (tak mi się przynajmniej wydaje) pojęciom tak mocno związanym z próbami definiowania „czasu” jak strzałka czasu (termodynamiczna, kosmologiczna, psychologiczna, przyczynowa czy biologiczna).

Czy rzeczywistość lub fikcja pojęcia czasu ma dla nas znaczenie? Fizycznie nie, bo prawa fizyki nie rozróżniają kierunku „płynięcia” czasu. Wszystkie zjawiska fizyczne mogą przebiegać bez istotnych dla nas zmian w kierunku przeszłości jak i przyszłości. Poza tym wszelkie metody pomiaru tak zwanego czasu opierają się na obserwacji ruchu – przesypywanego piasku w klepsydrze, wahadła w zegarku mechanicznym czy też częstotliwości promieniowania elektromagnetycznego w nowoczesnych zegarach atomowych. I nie znajdziemy w tych przyrządach (zegarach) niczego, co przypomina „płynący” czas.

Jednakże nasze rozumienie rzeczywistości jest łatwiejsze, jeżeli założymy, że istnieje coś co płynie, co pozwala nam ukierunkować rozwój naszego świata i nas samych. Chcemy na siłę wierzyć, że mamy jeszcze czas na wszystko, na zmiany, na zrozumienie prawd opisujących naszą rzeczywistość, ale zapominamy, że faktycznie to wszystko toczy się w naszej głowie. Czujemy się bezpieczniejsi i pełni nadziei, jeżeli przed nami rozwija się nieznana przyszłość ze wszystkimi możliwymi do zrealizowania celami, działaniami i ich konsekwencjami. W takim rozumieniu lepiej jak czas będzie dla nas rzeczywistością, bo to nadaje właściwy kierunek naszego rozwoju … I lepiej, abyśmy tej przyszłości nie znali do końca, bo wtedy nie jesteśmy niczym zdeterminowani. Możemy zrobić wszystko …

Brzeg, 2020.04.16

Czas - rzeczywistość czy fikcja ?