Jerzy Salak Wszechświat i My

Lubię usiąść nad brzegiem płynącej spokojnie rzeki i patrzeć na jej powolne podążanie w kierunku znanym mi tylko w bliskim otoczeniu. Próbuję sobie wyobrazić dokąd i jakimi drogami woda w rzece dotrze do kresu swojego przeznaczenia w wydawałoby się bezgranicznym morzu czy oceanie. Którędy tam popłynie, jak szybko tam dotrze i co po drodze zobaczyłby wokół siebie śmiałek, który chciałby płynąć razem z nurtem tej rzeki?

Szczególnie lubię patrzeć na niezwykle bystry i nieokiełznany bieg górskiego potoku, który zmierza gdzieś tam w dół, rozbijając się po drodze o kamienie ułożone na jego drodze i chaotycznie wybierając sposób i kierunek płynięcia. Nurt rzeki, zwłaszcza w górach, jest nieprzewidywalny i może biec różnymi drogami. Zdarza się, że mały strumyk przez krótką chwilę staje się wezbraną, potężną i pełną mocy rzeką, a czasami zanika i trudno się domyśleć, że niesie w sobie tak potężną moc.

Jest oczywiste, że siłą wymuszającą takie zachowanie wody jest wszechobecna grawitacja, a kierunek i sposób płynięcia wody narzuca ukształtowanie terenu i materialne przeszkody, które pojawiają się na jej drodze. Można zadać te same pytania i w podobny sposób rozważać lub wyobrażać sobie płynięcie czasu, którego upływ często porównujemy do fizycznego zjawiska opisanego powyżej. Ten sposób wyobrażania sobie upływu czasu jest dla nas bardzo wygodny i pozwala okiełznać chociaż w niewielkim stopniu tajemnicę tego, co rozumiemy przez czas. Jednakże zbliżenie się do tego ważnego w życiu każdego człowieka zjawiska od razu wymusza dalsze, bardziej szczegółowe pytania: co płynie w przypadku obserwacji czasu, jak szybko płynie czas, czy upływ ten jest jednostajny i najważniejsze dlaczego czas płynie tylko w jednym kierunku? Czy jest możliwość odwrócenia jego biegu? Czy można cofnąć się do jakiegoś określonego momentu w przeszłości i jakie będą tego skutki?

Te pytania są niezmiernie ważne i istotne dla każdego człowieka. To właśnie upływ czasu wymusza zmiany w naszym życiu, wpływa na naszą osobowość oraz sposób rozumienia i pojmowania świata. Czym dłużej żyjemy, tym więcej się nad tym zastanawiamy. Spróbujmy skupić się na jednym z aspektów czasu nazywanym strzałką czasu, czyli arbitralnym ukierunkowaniem upływu czasu wyłącznie w przód - w kierunku przyszłości.

Warto zastanowić się nad pytaniem, w jaki sposób poznajemy, że czas „upłynął”. Po czym poznajemy, że minęła kolejna minuta czy godzina naszego życia? Odpowiedź jest oczywista i może trochę zaskakująca w swoje prostocie – bo zmienił się świat wokół nas, bo wskazówka zegara zmieniła swoje położenia, bo Słońce przesunęło się na niebie, bo ludzie wokół nas znajdują się w innym miejscu w przestrzeni. Każdy z nas mógłby podać tysiące przykładów, dlaczego uważa że świat wokół niego uległ zmianie.

Czas rozpoznajemy wyłącznie po obserwacji zmian jakie zaszły wokół nas. Rozpoznajemy kierunek jego upływu dzięki pamięci, którą posiadamy, gdyż tylko dzięki porównaniu tego co zarejestrowaliśmy w pamięci i tego co obserwujemy „teraz” możemy dostrzec upływ czasu. Przed „chwilą” samochód był jeszcze na skrzyżowaniu, „teraz” jest daleko w przodzie. Niedawno Księżyc był w nowiu, dzisiaj jest już w pełni. Kilkanaście lat temu miałem ciemną czuprynę na głowie, obecnie moje włosy zostały pokryte srebrem.

Ale nie wszystkie obserwacje upływu czasu są tak oczywiste. Wystarczy spojrzeć nocą w górę i dostrzec praktycznie to samo, co obserwował Archimedes czy Pitagoras. Te same konstelacje gwiazd, te same gwiazdozbiory tworzące znaki zodiaku, ta sama bezkresna ciemność Kosmosu. Dzisiaj wiemy, że to tylko złudzenie spowodowane trudną do ogarnięcia odległością do nawet najbliższych nam gwiazd czy galaktyk. Powstaje złudzenie, że czas płynie inaczej na Ziemi i w dalekim Wszechświecie. I tak faktycznie jest, aczkolwiek różnice w płynięciu czasu nie wynikają z odległości, ale z szybkości poruszania się obiektów oraz obecności siły grawitacji.

Wracając do sposobu rozpoznawania kierunku upływu czasu poprzez obserwację stanu fizycznego obiektów, które wokół nas występują, należy zwrócić uwagę na fakt, że zmiany te występują nawet na najmniejszym poziomie rozróżnialności materii. Obserwacja najmniejszych (podstawowych) cząstek materii pozwala dostrzec, że to dzięki ich zachowaniu się, czyli zmianie położenia i zmianie stanu kwantowego, potrafimy dostrzec najdrobniejsze składniki „upływu” czasu.

Wydaje się, że czas jest w naszym świecie skwantowany, bo materia i energia, które w pewien sposób określają czas, również są skwantowane. Światem cząstek elementarnych rządzą przedziwne prawa fizyki kwantowej. Stan każdej cząstki określa probabilistyczna funkcja falowa, która dopiero po ingerencji świadomego obserwatora zamyka się do jednoznacznej i ściśle określonej postaci, nie mogąc wrócić z powrotem w stan sprzed obserwacji, który był obdarzony nieskończoną ilością możliwych stanów fizycznych. To według mnie wyjaśnia w pewien sposób, dlaczego czas może płynąć tylko do przodu. Zwinięcie funkcji falowej cząstki, która na początku mogła przyjąć dowolne wartości, określone wyłącznie poprzez losowy, a więc niemożliwy do przewidzenia stan, doprowadza do jednoznacznego określenia jego stanu i zamyka możliwość powrotu w czasie. A więc makroskopowe obserwacje dowolnego „zegara” czy innego zjawiska ukazującego powstawanie zmian w naszym świecie, są spowodowane sumą funkcji falowych pojedynczych cząstek, z których te obiekty są zbudowane. Skoro stan kwantowy jednej cząstki „zamyka” czasową drogę wstecz, to suma stanów kwantowych wszystkich cząstek tym bardziej nie pozwala na cofanie się w czasie, a więc wymusza poruszanie się tylko w jednym kierunku nazywanym przez nas przyszłością. Taki jest nasz świat, takimi prawami się rządzi i tak funkcjonuje.

Fakt kolapsu funkcji falowej dla cząstek elementarnych podczas ingerencji świadomego obserwatora sugeruje jeszcze jedno ważne spostrzeżenie. Każdy akt obserwacji „zmusza” cząstki elementarne do zajęcia konkretnego stanu z nieskończonej ilości możliwych do określania stanów fizycznych. Przed zajściem tego pojedynczego aktu stan cząstki, a więc również stan innych makroskopowych obiektów zbudowanych z tych cząstek, jest niemożliwy do określenia czyli można powiedzieć dowolny. Przed tym zdarzeniem mamy do wyboru nieskończone ilości możliwości, w którą potoczy się stan pojedynczej cząstki i również całego materialnego świata. Zwinięcie funkcji falowej generuje pojedynczy ściśle określony świat, taki jaki widzimy go po dokonanym akcie obserwacji, ale jeszcze przed chwilą tych światów mogło być nieskończenie wiele.

Podejrzewam, jak wielu innych, że każda najdrobniejsza myśl, czy nasze najprostsze działanie generuje powstanie nowego świata. Ponieważ na świecie jest wielu świadomych obserwatorów to ich decyzje mogą tworzyć kolejne światy, co prowadzi nas ku hipotezie istnienia wielu równolegle tworzonych Wszechświatów, których początkiem jest zawsze myśl i idące za nią działanie człowieka, jako na razie jedynego znanego nam świadomego obserwatora naszego Kosmosu. „Stworzony” świat nie może cofnąć się do poprzedniego stanu, bo inny współistniejący człowiek dokonując aktu myślenia i działania już pchnął nasz wspólny Wszechświat na nowe tory rozwoju i zmian. A w każdym z nich czas prze do przodu, ku przyszłości i strzałka czasu nie jest w stanie zmienić swojego kierunku …

Brzeg 26.12 2020

STRZAŁKA CZASU