Το χρονικό του χρόνου.

 

Ο χρόνος, στη Γενική Σχετικότητα, δεν είναι ανεξάρτητη ροή αλλά διάσταση ενωμένη με τον χώρο στον χωροχρόνο. Δεν υπάρχει απόλυτος χρόνος που να ισχύει για όλους τους παρατηρητές. Αυτό που υπάρχει είναι ο ιδιοχρόνος: ο χρόνος όπως μετριέται από κάθε σύστημα, και ο οποίος μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την κίνηση και το βαρυτικό πεδίο.

Ρολόγια που κινούνται γρήγορα ή βρίσκονται κοντά σε ισχυρή βαρύτητα μετρούν λιγότερο χρόνο σε σχέση με ρολόγια σε πιο ήπιες συνθήκες. Αυτό δεν είναι υπόθεση αλλά πειραματικά επιβεβαιωμένο αποτέλεσμα της Σχετικότητας.

Το σύμπαν, σύμφωνα με τα σύγχρονα κοσμολογικά μοντέλα, εξελίσσεται από μια πρώιμη κατάσταση εξαιρετικά υψηλής πυκνότητας και θερμοκρασίας. Αυτή η περιγραφή αντιστοιχεί στο μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης. Δεν πρόκειται για έκρηξη μέσα στον χώρο, αλλά για διαστολή του ίδιου του χωροχρόνου.

Καθώς εξετάζουμε την εξέλιξη προς το παρελθόν, φτάνουμε σε ένα όριο όπου οι γνωστοί νόμοι της φυσικής παύουν να ισχύουν πλήρως. Σε πολύ μικρούς χρόνους και αποστάσεις, κοντά στον χρόνο Planck, απαιτείται μια θεωρία κβαντικής βαρύτητας, η οποία δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί.

Η κατεύθυνση του χρόνου προκύπτει από τη θερμοδυναμική. Σε κλειστά συστήματα, η εντροπία τείνει να αυξάνεται στατιστικά. Αυτό δημιουργεί το λεγόμενο βέλος του χρόνου: μια διαφορά μεταξύ παρελθόντος και μέλλοντος, όχι στους θεμελιώδεις νόμους, αλλά στις πιθανές καταστάσεις του συστήματος.

Κοντά σε μαύρες τρύπες, η γενική σχετικότητα προβλέπει έντονη χρονική διαστολή. Από έναν μακρινό παρατηρητή, οι διεργασίες φαίνονται να επιβραδύνονται καθώς πλησιάζουν τον ορίζοντα γεγονότων. Τοπικά όμως, ο χρόνος για τον κινούμενο παρατηρητή συνεχίζει κανονικά.

Η πιο δύσκολη ερώτηση είναι τι υπήρχε πριν από όλα αυτά.

Στη φυσική, η ερώτηση αυτή δεν έχει απλή απάντηση, γιατί μπορεί να μην είναι καλά ορισμένη. Στη γενική σχετικότητα, ο χρόνος δεν υπάρχει ανεξάρτητα από το σύμπαν. Είναι μέρος της γεωμετρίας του ίδιου του χωροχρόνου. Αν ο χρόνος αρχίζει με το σύμπαν, τότε η έννοια του “πριν” παύει να έχει φυσικό περιεχόμενο.

Το μοντέλο της Μεγάλης Έκρηξης περιγράφει την εξέλιξη του σύμπαντος από μια πολύ πρώιμη, πυκνή και θερμή κατάσταση. Όσο πλησιάζουμε προς αυτό το όριο, η περιγραφή γίνεται όλο και πιο αβέβαιη. Πέρα από αυτό, υπάρχουν μόνο υποθέσεις: ένα σύμπαν που αναπηδά από προηγούμενη κατάρρευση, ένα σύνολο πολλαπλών συμπάντων ή ένα καθεστώς όπου ο χρόνος αναδύεται από βαθύτερη φυσική δομή.

Καμία από αυτές τις ιδέες δεν έχει επιβεβαιωθεί.

Έτσι, η φυσική δεν απαντά απλώς στο “τι υπήρχε πριν”. Δείχνει ότι η ίδια η ερώτηση μπορεί να εξαρτάται από μια έννοια του χρόνου που ίσως δεν ισχύει πέρα από το σύμπαν που προσπαθούμε να περιγράψουμε.

Και σε αυτό το σημείο, το χρονικό του χρόνου δεν τελειώνει με μια απάντηση, αλλά με ένα όριο: εκεί όπου οι ερωτήσεις μας συνεχίζουν, αλλά η φυσική -τουλάχιστον όπως την γνωρίζουμε- σταματά να τις ακολουθεί.

Η ερώτηση “τι υπήρχε πριν το σύμπαν” προϋποθέτει ότι ο χρόνος υπάρχει ανεξάρτητα από το σύμπαν. Στη γενική σχετικότητα, ο χρόνος είναι μέρος του ίδιου του σύμπαντος. Άρα αν ο χρόνος αρχίζει εκεί, τότε το “πριν” δεν είναι φυσικά ορισμένο -όπως δεν υπάρχει “βορειότερα από τον Βόρειο Πόλο”.

Με άλλα λόγια:

η φυσική δεν λέει ότι “υπήρχε κάτι και δεν το ξέρουμε”, αλλά ότι μπορεί να μην υπάρχει καν πλαίσιο μέσα στο οποίο αυτή η ερώτηση να έχει νόημα.