Introducere
Timpul ni se pare liniar: ne amintim trecutul, experimentăm prezentul și prezicem viitorul, trecând consecutiv de la un moment la altul. Dar de ce este așa și timpul ar putea fi în cele din urmă un fel de iluzie? În acest episod, fizicianul laureat al Premiului Nobel frank Wilczek vorbește cu gazda Steven Strogatz despre numeroasele „săgeți” ale timpului și de ce majoritatea dintre ele par ireversibile, esența a ceea ce este un ceas, modul în care Einstein ne-a schimbat definiția timpului și legătura neașteptată dintre timp și noțiunile noastre despre ceea ce ar putea fi materia întunecată.
Ascultă Podcast-uri Apple, Spotify, Podcast-uri Google, TuneIn sau aplicația ta de podcasting preferată, sau poți transmite-l de la Cuante.
Copie
STEVEN STROGATZ: Cu toții suntem conștienți de trecerea timpului. Am simțit asta în schimbarea anotimpurilor, ritmurile cântecului și dansului, copiii noștri crescând și îmbătrânind. Ne place sau nu, timpul este o parte fundamentală a vieții. Și de-a lungul mileniilor, oamenii de știință au considerat în general timpul ca un lucru unidimensional, o săgeată care continuă să se miște înainte, niciodată înapoi. Dar cu cât ne uităm mai atent la timp, cu atât devine mai complicat și mai misterios. Oamenii de știință de astăzi sunt împărțiți dacă timpul sau cel puțin experiența noastră este reală sau iluzorie. Poate că nu ne mișcăm cu adevărat în timp. Poate că prezentul, trecutul și viitorul sunt toate la fel de reale.
[Temă joacă]
Sunt Steve Strogatz, iar acesta este „The Joy of Why”, un podcast de la Revista Quanta, unde co-gazda mea, Janna Levin, iar eu explorez pe rând unele dintre cele mai mari întrebări fără răspuns din matematică și știință astăzi.
În acest episod, vom întreba fizicianul teoretician Frank Wilczek, "Ce este timpul?" Cum l-am definit în trecut? Și cum ar putea-o redefini fizica cuantică în viitor?
Frank este profesor de fizică Herman Feshbach la MIT, un profesor distins la Universitatea de Stat din Arizona și profesor la Universitatea din Stockholm. El este câștigătorul Premiul Nobel 2004 în fizică și Premiul Templeton 2022. Și este autorul mai multor cărți, inclusiv, cel mai recent, Fundamente: zece chei ale realității. Frank, bun venit la „Bucuria de ce”.
FRANK WILCZEK: Mulțumesc. Fericit să fiu aici.
STROGATZ: Ei bine, sunt foarte fericit să vorbesc din nou cu tine. Mi-a plăcut toată cartea ta Fundamentele, iar explicația pe care ați dat-o despre timp și despre cum să mă gândesc la timp pentru mine a fost una dintre cele mai emoționante și frumoase. Dar aș vrea să încep cu un fel de întrebare personală despre experiența ta în timp, la fel ca fiu și persoană, soț, nu știu. Cum trăiești timpul ca persoană și este diferit de felul în care îl trăiești ca om de știință?
WILCZEK: Ei bine, anul acesta m-am confruntat cu timpul într-un mod foarte frumos. Aceasta, aceasta este cea de-a 50-a aniversare a primei mele lucrări științifice și, nu întâmplător, a căsătoriei mele. Au trecut 50 de ani...
STROGATZ: (râde) Wow.
WILCZEK: Și am reflectat asupra trecerii timpului și, într-un fel, am călătorit înapoi în timp pentru a revedea acele momente fundamentale.
Este o întrebare foarte interesantă pe care o pui, acea perioadă așa cum apare în ecuațiile noastre este... Ei bine, este variabila principală, sub care se desfășoară lumea. Deci este un simbol, t, care apare în ecuațiile noastre. Și urmând ecuațiile, obținem indicii despre ce t este. Și asta vă spune care sunt proprietățile sale, așa cum se reflectă în lucrurile pe care le vedem în jurul nostru și în comportamentul lor.
Dar timpul capătă o viață proprie, ca să spunem așa, pentru că poți discuta proprietățile sale independent de lucrurile asupra cărora acționează, în special de simetria sa.
Dar revenind la experiența timpului versus o definiție fizică a timpului - lucrul care introduce o ridă, la propriu, în ea este că, stochând informații despre trecut și gândindu-ne la viitor, putem călători prin timp în moduri în care fizic. obiectele care se supun ecuațiilor fizicii chiar nu.
Doar vecinii din timp chiar vorbesc între ei în ecuații. Dar în mintea noastră, putem stoca amintiri. Sau ne putem gândi la viitor. Putem călători cu adevărat în timp.
STROGATZ: Grozav. Că există ceva în ecuații la care privim doar infinitezimal înainte. După cum spui, vecinii din timp contează, nu? Condițiile actuale prevăd ce se va întâmpla în momentul vecin în viitor.
WILCZEK: Da, cu siguranță, în cadrul înțeles în prezent al dreptului fundamental, acesta este modul în care funcționează. Este distractiv să speculăm că, în cele din urmă, poate că există o structură mai globală, că există condiții pe care nu le-am capturat încă, care fac desfășurarea universului inevitabilă și unică.
Dar așa cum este acum, legile vă spun despre modul în care starea lumii la un moment dat se desfășoară în ceea ce este în momentul următor.
STROGATZ: Care ați spune că sunt marile mistere despre timp?
WILCZEK: Cred că un mister care este foarte fructuos și cred că poate am făcut multe progrese în clarificare, este că legile fundamentale ale fizicii par a fi aproape reversibil în timp, deși experiența de zi cu zi a lumii nu este.
Deci, asta ridică două întrebări, care sunt: Cum poți trece de la legile fundamentale care au acea proprietate de reversibilitate la experiență, care drastic nu are?
Și apoi, în al doilea rând, de ce naiba aveau legile acea proprietate când nu numai că nu este necesar să descrii experiența, dar este un fel de jenă? Este o problemă, o provocare. Cum reconciliem acea proprietate a legilor cu experiența, care pare, dacă nu contrazice, măcar să fie în tensiune cu ea.
Sunt două mari probleme, care cred că sunt în mare măsură rezolvate, de fapt, dar totuși foarte fructuoase, mai ales prima: De ce sunt legile așa?
Și apoi, o problemă și mai mare, care - sau o problemă și mai misterioasă și mai profundă este, este modul în care ne formulăm descrierea lumii acum - în termeni de legi care vă spun cum se desfășoară lumea de la un moment la altul - este aceea complet?
Pare într-un fel nesatisfăcător din punct de vedere filozofic, deoarece împarte descrierea lumii în două bucăți. Una sunt ecuațiile și cealaltă este starea lumii la un moment dat pe care trebuie să o injectați cumva pentru a începe lucrurile.
STROGATZ: Deci, să vedem dacă înțeleg asta. Întrebările sunt ceva despre de ce legile au această proprietate de aproape reversibilitate.
WILCZEK: Da.
STROGATZ: Întrebarea „ecuații versus condiții inițiale”, am putea-o pune.
WILCZEK: Da, da.
STROGATZ: Unii oameni vor ști că spui condiții inițiale fără să spui asta.
WILCZEK: Dreapta.
STROGATZ: Și mai există și acest jargon, „săgeata timpului,” despre – că în experiența noastră se simte că timpul curge numai înainte. Și spui că cineva simte că are o rezoluție bună. Credem că înțelegem săgeata timpului.
WILCZEK: Așa cred. Este o poveste lungă care a devenit din ce în ce mai convingătoare în timp. Dar cred că aparent există multe săgeți diferite ale timpului, multe moduri diferite în care viitorul este diferit de trecut. Cu siguranță există un fenomen psihologic. De asemenea, a doua lege a termodinamicii. Îți spune că lucrurile devin mai întâmplătoare, foarte grosier vorbind, dar are și o formulare precisă. Există săgeata de radiație a timpului, acea radiație tinde să iasă din lucruri și să nu intre. Există această săgeată a timpului asociată cu evoluția vieții. Și multe altele pe care le-ai putea inventa din mers. Oriunde te uiți, există săgeți ale timpului. Există asimetrii între viitor și trecut.
Dar cred că toate acestea acum - le putem înfășura pe toate într-o singură săgeată. La fel ca „Un Inel care îi guvernează pe toți”, există o săgeată care îi guvernează pe toți și aceasta este săgeata cosmologică a timpului.
Și așa, ați putea spune că am rezolvat misterul, dar cred că ar fi mai corect să spunem că am împachetat toate misterele într-unul singur, și anume: De ce a existat un Big Bang în primul rând?
Gravitației îi place ca lucrurile să se aglomereze, dar universul timpuriu din timpul Big Bang-ului în spațiu era foarte, foarte uniform. Deci gravitația era în afara echilibrului. Și ceea ce s-a întâmplat de atunci este gravitația care se străduiește să restabilească echilibrul.
Deci materia se extinde și se răcește, apoi se aglomerează și formează (în cele din urmă) stele care încep să elibereze energie nucleară și planete pe care creaturi pot evolua. Există o poveste foarte plauzibilă, bogat detaliată, care aliniază toate săgețile cu acea singură săgeată a evoluției cosmice.
STROGATZ: Mi se pare foarte - nici măcar nu sunt sigur ce adjectiv aș pune pe asta, ci ideea că experiența noastră a timpului ca curge doar din prezent în viitor și că ouăle nu se dezvăluie singure și așa ceva, că asta este oarecum legat de evoluția întregului univers, de la starea sa uniformă fierbinte la actuala sa stea, încărcată de galaxii, încărcată de galaxii... E pur și simplu să mă gândesc că acele lucruri care par atât de îndepărtate îmi afectează durerile de spate acum că sunt un bătrâne, știi? Ca, într-adevăr, nu? Până la urmă, asta spui.
WILCZEK: Cu siguranță nu este o poveste evidentă și fără munți de dovezi care au fost dezvoltate de-a lungul întregului curs al științei moderne, ar fi incredibil. Deci este absolut uluitor.
STROGATZ: Dacă lucrurile nu s-ar schimba - cum ar fi dacă ne-am putea imagina un experiment de gândire în care nimic nu se schimba, ar mai exista timpul? Timpul există separat de evenimente? Sau este timpul un fel de măsură a faptului că lucrurile se schimbă?
WILCZEK: Ei bine, vă puteți imagina cu siguranță - și de fapt, puteți construi soluții ale legilor de bază ale fizicii - atât de în concordanță cu toate principiile de bază pe care le știm unde nu se întâmplă nimic și t este încă un ingredient al acelor ecuații -
STROGATZ: Deci un univers gol ar mai avea timp?
WILCZEK: Da, timpul ar fi încă în ecuații. Și ai putea să pui, chiar și în această situație, întrebarea ce s-ar întâmpla dacă ai face o mică perturbare în acest echilibru universal? Și atunci timpul va fi dezvăluit. Deci timpul ar fi cam latent, dar ar părea totuși necesar pentru a formula care este situația. Vorbim despre ceva care este independent de timp, dar că nu poți formula asta fără a spune că există ceva de care ar fi putut depinde și nu.
STROGATZ: Este deja un răspuns interesant. Sunt puțin surprins că o spui. Adică, îți place filosofia, după cum îmi amintesc. Cred că ai studiat puțin filozofie, nu?
WILCZEK: Foarte amator, într-un mod foarte amator. Dar de fapt m-am gândit la asta recent, la nivel tehnic. Dar gândește-te la un râu, la curgerea unui râu. Există două descrieri diferite pe care vi le puteți imagina despre un râu care curge într-un mod foarte regulat.
Deci, într-o descriere, care din punct de vedere tehnic se numește descrierea lui Euler, ați specifica care este viteza curgerii în fiecare poziție, iar aceasta vă va oferi o descriere completă a debitului râului. Și dacă fluxul este regulat, nu se poate întâmpla nimic. Vitezele nu s-ar schimba în timp.
STROGATZ: Dreapta.
WILCZEK: Cu toate acestea, există o altă descriere, asociată cu numele lui Lagrange. Este un fel de descriere interioară în care urmăriți fluxul de molecule individuale de apă. Și apoi acele mostre se deplasează cu viteza locală. Și pe măsură ce timpul trece, ei sunt într-un loc diferit, așa că văd o viteză diferită. Chiar dacă viteza inițial a fost o funcție a unei poziții, dar nu a timpului. Dar privit din interior, când urmărești fluxul în sine, atunci lucrurile se întâmplă.
Deci, ambele descrieri sunt valabile. Dacă numim acest râu un univers, universul într-un sens nu se schimbă. Dar, așa cum este experimentat din interior, se schimbă. Există destul loc pentru o dezvoltare dinamică atunci când vă aflați în râu și mergeți cu fluxul.
Și cred că poate fi la un nivel profund ceea ce se întâmplă în univers. Dacă vrei să ai o descriere interioară — o descriere lagrangiană, spre deosebire de descrierea lui Euler — nu este o contradicție. Este doar un mod diferit de a privi același obiect, aceeași realitate din interior sau din exterior. Vederea unui ochi uman versus vederea unui zeu.
STROGATZ: Vreau să explorez împreună cu tine, știi, diferite concepții despre timp din istoria științei, pe măsură ce trecem, să zicem, de la Newton la Einstein. Dar în acest moment, aș vrea doar să vă întreb - și este amuzant, desigur, tot vorbim despre timp în timp ce discutăm despre timp. Așa cum am spus, „în acest moment, o să vă pun o întrebare despre timp”.
WILCZEK: E greu să scapi, nu-i așa?
STROGATZ: E greu să scapi!
WILCZEK: Asta spun ei. Dacă este o iluzie, este o iluzie destul de convingătoare.
STROGATZ: Este o iluzie foarte convingătoare. Așa că iată ce am vrut: că Einstein, știm, a fost foarte influențat de un om de știință/filosof pe nume Mach, Ernst Mach. Vorbim despre numărul Mach în sunet, dar este același Mach. Bine, dar așa: Mach. A fost acest tip foarte interesat de definițiile operaționale ale lucrurilor. Așa că Einstein, stând acolo în biroul de brevete, gândindu-se la timp, începe să spună: „Timpul este ceea ce măsoară ceasurile.”
Și scrii multe despre asta în Fundamentele, și mi s-a părut o abordare foarte interesantă asupra lucrurilor. Vrei - poți să te împotrivești această idee? De exemplu, ar trebui să ne gândim la timp ca ceea ce măsoară ceasurile, spre deosebire de o definiție mai nebuloasă a timpului?
WILCZEK: Ei bine, cred că da, dacă vrem să gândim științific și fructuos la timp la un nivel fundamental. Dar permiteți-mi să o calific puțin.
STROGATZ: Are nevoie de ceva despachetare.
WILCZEK: Cuvântul englezesc „timp” acoperă o mulțime de teren și poate fi folosit în diferite sensuri, la fel ca „energie”, OK? Energia înseamnă ceva foarte specific în contextul discuției științifice. Dar în limbajul comun are un sens mult mai larg, care are și margini neclare.
Așadar, în mod similar cu timpul, când spun, „timpul este ceea ce măsoară ceasurile”, mă refer la conceptul științific al timpului care este extrem de fructuos și poate fi dus foarte departe cu mare precizie. Și pentru a înțelege corect această afirmație, trebuie să lărgiți și conceptul despre ceea ce este un ceas.
Un ceas este orice lucru din lume care se schimbă în orice fel, deoarece legile sunt formulate în funcție de modul în care lucrurile se schimbă în funcție de această variabilă. t. Și totul se schimbă, iar lucrurile se schimbă în moduri diferite. Ei se misca. Ele suferă reacții chimice. Ei îmbătrânesc în sens biologic. Și afirmația remarcabilă este că această variabilă din ecuații stă la baza tuturor.
Deci puteți avea ceasuri care funcționează pe principii foarte, foarte diferite. Puteți avea lucruri care monitorizează mișcarea pământului în jurul soarelui. Puteți avea lucruri care monitorizează fluxul de apă, ceasuri cu apă. Ai putea avea un ceas bazat pe vizionare cum îmbătrânește cineva, o ființă umană îmbătrânește. Acesta nu ar fi un ceas foarte precis, dar, în principiu, și dacă ai săpa în biochimie, s-ar putea face precis. Multe, multe tipuri diferite de ceasuri, dar toate sunt în concordanță unul cu celălalt.
Deci, când spun că timpul este ceea ce măsoară ceasurile, asta este mai mult decât o declarație operațională. Are un conținut foarte netrivial. Se spune că toate ceasurile care sunt calibrate și înțelese corespunzător, indiferent de principiul pe care se bazează, vor putea ajunge la un acord consecvent cu privire la ora.
STROGATZ: Vom reveni imediat.
[Pauză pentru inserarea anunțului]
STROGATZ: Bine ați revenit la „Bucuria de ce”.
Trecând un pic de la filozofie aici la istoria științei, mi se pare că o mare parte din povestea succesului științei, în special în ceea ce numim adesea revoluția științifică din anii 1600 și mai târziu, a avut de-a face cu capacitatea de a începe să măsoare timpul destul de bine. Că nu este întâmplător că Galileo și Huygens și Newton și, știți, succesorii lor au existat în același timp în care au început să fie făcute ceasuri cu pendul bune. Și că ai putea obține legile mișcării într-un mod în care ai fi avut probleme să le obții înainte de a avea dispozitive bune de cronometrare.
Crezi că este corect? Că progresul nostru științific depinde într-adevăr de capacitatea de a măsura bine timpul?
WILCZEK: Cu siguranță a ajutat. Și mai ales dacă extindeți definiția timpului pentru a include mișcarea regulată a planetelor, cum ar fi legea lui Kepler că planetele mătură zone egale în timpi egali. Și, desigur, această observație a fost esențială pentru formularea legilor lui Kepler, care împreună cu studiul lui Galileo asupra pendulei și a corpurilor în cădere, toate acestea au condus la punctul culminant al revoluției științifice: formularea mecanicii clasice de către Newton și legile gravitației. Deci da, totul se bazează în mare parte pe considerații care, în linii mari, au adus în timp.
STROGATZ: Deci, dacă avansăm rapid – bineînțeles, rămânând în continuare cu aceste jocuri de cuvinte aici – avansăm acum la Einstein. În Einstein, începem să devenim cu adevărat ciudate - pentru mulți oameni se întâmplă lucruri contraintuitive.
WILCZEK: Ei bine, formulând o descriere mai bogată a interacțiunii gravitaționale care depășește înțelegerea newtoniană și chiar înainte de asta, încercând să facă dreptate simetriei ecuațiilor electrodinamicii, Einstein a fost condus la un concept mai flexibil al timpului.
Așa că permiteți-mi să încep cu teoria specială a relativității, care din punct de vedere istoric a fost primul. Dacă te afli într-un laborator închis și doar ai făcut experimente în laboratoare care se mișcă unul față de celălalt cu o viteză constantă, ai ajunge la aceleași legi, indiferent de viteza respectivă. Aceasta este esența relativității speciale. Dar pentru a face asta, se dovedește că ceea ce un tip ar numi timp, celălalt tip numește un amestec de spațiu și timp. Este un amestec simplu din punct de vedere matematic. Este ceea ce numim o combinație liniară, dar cu siguranță este un amestec de spațiu și timp. Deci, aceasta introduce ideea că există o oarecare flexibilitate în definirea timpului.
Puteți obține legi valide ale fizicii cu același conținut folosind oricare timp t sau alt timp, t $latex ^{prim}$ [t-prim], acesta este un amestec de t și x, În cazul în care x este pozitia. Deci asta era relativitatea specială.
Și atunci asta a fost un fel de mare surpriză. pentru că Newton, de exemplu, a considerat timpul ca un singur lucru. Newton a fost foarte mult un teolog și a crezut foarte mult că ceea ce făcea în lucrarea sa era să înțeleagă cum a lucrat Dumnezeu. Și s-a gândit la Dumnezeu ca, știți, impunându-și timpul psihologic lumii, cred. A existat – ideea că ar putea exista diferite definiții valide ale timpului ar fi fost foarte străină pentru Newton.
Dar asta a postulat Einstein și asta vă permite să obțineți formulări foarte frumoase ale legilor fizicii și să găsiți în ele regularități care ar fi foarte greu de găsit altfel.
Și apoi, în relativitatea generală, devine și mai ciudat pentru că permiți diferiților oameni din locuri diferite să își aleagă pe al lor t versiune, pe care dintre aceste momente să o alegeți. Asta se numește invarianță Lorentz locală. Fiecare persoană își poate alege propriul amestec de spațiu și timp de utilizat. Și trebuie să formulați ecuațiile în așa fel încât să permită aceste alegeri. Au ceea ce se numește simetrie. Deși formularea ecuațiilor va arăta foarte diferit dacă oamenii fac alegeri diferite, conținutul lor va fi același. Și numai ecuațiile foarte speciale au această proprietate.
Și Einstein, într-o incredibilă ispravă de geniu, a reușit – din acest principiu – să derivă o teorie îmbunătățită a gravitației. Timpul se contopește cu spațiul și întregul spațiu-timp se poate curba. Aceste efecte sunt foarte, foarte mici la scara de laborator. Dar când vorbiți despre scările macroscopice - scara Pământului și câmpul gravitațional al Pământului, sau universul, sau în condiții foarte extreme, cum ar fi acolo unde există o concentrație foarte mare de masă care curbează spațiul în găurile negre. Apoi, formele de timp mai flexibile, pliabile sau chiar lichefiate vin în sine.
STROGATZ: Hmm. Adică, există multe teste de relativitate, experimente de purtare a ceasurilor atomice în avioane. Dacă oamenii nu au auzit aceste lucruri pe care tocmai le-ați menționat, probabil că ar suna destul de fantastic. Dar avem dovezi foarte bune și puternice că toate sunt adevărate, inclusiv gadget-urile GPS pe care le folosim în mașinile noastre. Știi, adică, dacă relativitatea generală și specială, dacă nu le-am ține cont de acelea...
WILCZEK: Ei bine, GPS-ul nu ar funcționa, pentru că este foarte important să obțineți timpul exact în GPS. În funcționarea sistemului GPS, utilizați o sincronizare foarte precisă pentru a deduce distanțe, bazându-vă pe faptul că viteza luminii este o constantă universală. Simplific prea mult, dar acesta este practic adevărul, da.
Și pentru că viteza luminii este foarte, foarte mare în comparație cu vitezele de zi cu zi, greșelile foarte mici în măsurarea timpului se reflectă în schimbări semnificative ale distanței. Așadar, dacă faci mici erori în modul în care tratezi timpul, acestea devin amplificate în erori mult mai mari, erori importante în spațiu. Așadar, trebuie să fiți cu adevărat, foarte precis în ceea ce privește tratamentul timpului pentru a face din GPS un sistem util.
STROGATZ: Corect, deci faptul că sateliții sunt sus, unde câmpul gravitațional este mai slab. Știi, sunt toți acești sateliți care fac parte din sistemul GPS și se mișcă destul de repede acolo sus. Toate aceste lucruri trebuie luate în considerare și corectate, și cred că este un exemplu grozav de cum, știți, ați putea crede că Einstein-ul nostru este doar despre găurile negre sau despre întregul univers, dar...
WILCZEK: Ei bine, este cu adevărat remarcabil că, dacă te întorci la lucrarea originală a lui Einstein despre relativitatea specială, el vorbește despre sincronizarea și corelarea diferitelor stații, dacă vrei, astfel încât acestea să poată conveni asupra definiției spațiului și timpului. Și cu un pic de simț al umorului, puteți vedea că ceea ce descrie el acolo este sistemul GPS.
STROGATZ: Wow.
WILCZEK: Știi, oameni care se mișcă cu tije și ceasuri și folosesc viteza luminii ca modalitate de sincronizare și, și, apoi măsoară distanța. Este exact - este sistemul GPS, corect.
STROGATZ: Oh, nu m-am gândit niciodată la asta. Sunt atât de multe lucruri despre care vreau să te întreb. Ce zici de materia întunecată? Știu că este unul dintre preferatele tale. Să auzim despre asta. Ce legătură are materia întunecată cu timpul?
WILCZEK: În mod logic, are în cel mai bun caz o legătură slabă cu timpul, dar este o poveste foarte interesantă, care este foarte incitantă și în care sunt foarte implicat în acest moment. Asa de materia întunecată este observația că există o întreagă rețea de fenomene în care se pare că există mai multă gravitație, mai multă forță gravitațională decât putem urmări până la prezența materiei.
Se pare că ar putea fi un nou tip de particule care se întâmplă să interacționeze foarte, foarte slab cu tipurile de materie cu care ne-am confruntat de zeci de ani, dar totuși încă exercită gravitația. Și cred că știu ce este, și există un fel de consens că aceasta este o idee bună - ceva numit axions. Și acum, în sfârșit, vine legătura cu timpul.
Axionii au fost introduși în fizică nu ca o modalitate de a genera materie întunecată, ci ca o modalitate de a aborda proprietatea ciudată a legilor: că sunt aproape la fel sau au aproape același conținut dacă schimbi direcția timpului. Deci, deși experiența macroscopică nu se comportă așa, legile microscopice se comportă așa.
De ce? Avem o poveste foarte frumoasă despre asta.
Principiile relativității și mecanicii cuantice și simetriile profunde ale Modelului Standard - așa-numitele simetrii gauge care guvernează esența celorlalte forțe - limitează puternic interacțiunile pe care le poate avea materia. Deci, dacă presupuneți că acele principii sunt corecte, obțineți restricții puternice asupra legile fizicii.
Și se dovedește că, ca o consecință aproape accidentală a acelor restricții, legile merg aproape la fel înainte și înapoi în timp. Deci, acesta este un triumf extraordinar al înțelegerii teoretice.
Dar nu este chiar terminat. Și există o interacțiune care este în concordanță cu legile fundamentale, cu principiile fundamentale, ar trebui să spun, care ar respecta toate aceste principii, dar nu ar fi reversibile în timp. Și s-a constatat că și acea interacțiune este foarte, foarte mică.
Deci, pentru a înțelege că într-un mod profund, ideea principală este să introducem un alt principiu mare. Acesta este ceva numit Simetria Peccei-Quinn după fizicienii care l-au introdus.
Apoi unii dintre noi și-au dat seama că, ca urmare a acestui nou principiu, există o predicție că trebuie să existe un nou tip de particule pe care eu o numesc axion, care are proprietăți absolut remarcabile. Se prevede că va interacționa foarte, foarte slab cu materia obișnuită. Și apoi ne dăm seama că, dacă parcurgeți ecuațiile prin Big Bang, acesta este produs exact în modul potrivit pentru a face materia întunecată pe care o observaseră astronomii.
Este foarte încurajator, cel puțin, că abordează automat această altă problemă cosmologică. Și lucrul minunat care s-a întâmplat în ultimele decenii - dar mai ales acum într-un ritm accelerat - este că este posibil să se proiecteze experimente care să le detecteze dacă sunt acolo.
Experimentele sunt foarte dificile. Este ca și problema detectării neutrinilor, dar mai greu - poate odată ce vom învăța trucurile potrivite, nu va mai părea atât de greu. Dar acele experimente sunt în curs de desfășurare. Vom ști mult mai multe în cinci până la 10 ani.
STROGATZ: Îmi place că vei încheia emisiunea noastră aici cu acea mențiune de cinci până la 10 ani, pentru că vreau să concluzionez cu o notă emoționantă sau emoționantă, că o mare parte din munca pentru care ești cunoscut în mod special, pe care le-ai primit. un premiu Nobel pentru, a fost la începutul carierei tale. Nu ar fi un lucru încântător dacă în cinci până la 10 ani aceste axioni ar fi măsurate și s-ar găsi că sunt corecte.
WILCZEK: Mi-ar face ziua. Sper că nu va fi sfârșitul carierei mele, dar cu siguranță mi-ar face ziua bună.
STROGATZ: Ei bine, sunt foarte încântat că am putut să vorbesc din nou cu tine, Frank. Așa că am vorbit cu fizicianul teoretician Frank Wilczek despre misterul și frumusețea timpului. Frank, mulțumesc foarte mult că ai fost alături de noi astăzi.
WILCZEK: Mulțumesc. Este o onoare și un privilegiu, după cum se spune.
[Temă joacă]
STROGATZ: Mulțumesc pentru ascultare. Dacă vă place „The Joy of Why” și nu sunteți deja abonat, apăsați butonul de abonare sau de urmărire unde ascultați. De asemenea, puteți lăsa o recenzie pentru spectacol. Ajută oamenii să găsească acest podcast.
„The Joy of Why” este un podcast de la Revista Quanta, o publicație independentă din punct de vedere editorial susținută de Fundația Simons. Deciziile de finanțare ale Fundației Simons nu au nicio influență asupra selecției subiectelor, invitaților sau altor decizii editoriale în acest podcast sau în Revista Quanta.
„The Joy of Why” este produs de PRX Productions. Echipa de producție este Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler și Merritt Jacob. Producătorul executiv al PRX Productions este Jocelyn Gonzales. Morgan Church și Edwin Ochoa au oferit asistență suplimentară.
De la Revista Quanta, John Rennie și Thomas Lin au oferit îndrumări editoriale, cu sprijinul lui Matt Carlstrom, Samuel Velasco, Nona Griffin, Arleen Santana și Madison Goldberg.
Tema muzicală este de la APM Music. Julian Lin a venit cu numele podcastului. Imaginea episodului este de Peter Greenwood, iar logo-ul nostru este de Jaki King și Kristina Armitage. Mulțumiri speciale Școlii de Jurnalism Columbia și lui Bert Odom-Reed de la Cornell Broadcast Studios.
Sunt gazda ta, Steve Strogatz. Dacă aveți întrebări sau comentarii pentru noi, vă rugăm să ne trimiteți un e-mail la . Mulțumesc pentru ascultare.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
- Sursa: https://www.quantamagazine.org/what-is-the-nature-of-time-20240229/
- :are
- :este
- :nu
- :Unde
- ][p
- $UP
- 10
- 2022
- 50
- a
- capacitate
- Capabil
- Despre Noi
- absolut
- accelerarea
- accident
- accidental
- Cont
- precis
- Acte
- de fapt
- Ad
- Suplimentar
- adrese
- adresare
- care afectează
- După
- din nou
- vârstă
- Evul
- Acord
- înainte
- avioane
- străin
- Se aliniază
- TOATE
- permite
- permite
- aproape
- de-a lungul
- deja
- de asemenea
- Cu toate ca
- amator
- an
- și
- Aniversari
- O alta
- răspunde
- Orice
- mai
- nimic
- aplicaţia
- apărea
- apare
- Apple
- SUNT
- domenii
- Arizona
- în jurul
- Artă
- AS
- cere
- Asistență
- asociate
- asuma
- At
- atomic
- autor
- în mod automat
- conştient
- înapoi
- bazat
- de bază
- Pe scurt
- BE
- frumos
- Frumuseţe
- deoarece
- deveni
- devine
- fost
- înainte
- începe
- Început
- comportament
- fiind
- deformabilă
- CEL MAI BUN
- între
- Dincolo de
- Mare
- Big Bang
- mai mare
- Cea mai mare
- Pic
- Negru
- găuri negre
- organisme
- carte
- Manuale
- atât
- Pauză
- difuza
- extinde
- mai larg
- in linii mari
- bursuc
- adus
- dar
- buton
- by
- apel
- denumit
- apeluri
- a venit
- CAN
- Poate obține
- capturat
- Carieră
- transportate
- purtător
- masini
- central
- cu siguranță
- contesta
- Schimbare
- si-a schimbat hainele;
- Modificări
- schimbarea
- chat
- chimic
- alegeri
- Alege
- Calea Crucii
- Cliring
- Ceas
- Ceasuri
- închis
- mai aproape
- Co-gazdă
- COLUMBIA
- combinaţie
- cum
- vine
- comentarii
- Comun
- comparație
- Completă
- complicat
- concept
- încheia
- Condiții
- conexiune
- Consens
- consecință
- Considerații
- consistent
- constant
- construi
- conţinut
- context
- Cornell
- corecta
- corectat
- corelând
- ar putea
- Curs
- Covers
- creaturi
- Curent
- curba
- dans
- Întuneric
- Materie întunecată
- zi
- abuzive
- zeci de ani
- Deciziile
- adânc
- definit
- definire
- categoric
- definiție
- Definitii
- încântător
- deriva
- descrie
- descriind
- descriere
- Amenajări
- detaliat
- detecta
- dezvoltat
- Dezvoltare
- Dispozitive
- FĂCUT
- diferit
- dificil
- direcţie
- discuta
- discuţie
- distanţă
- Distins
- împărțit
- diviziunilor
- do
- face
- Nu
- face
- Dont
- jos
- drastic
- fiecare
- Devreme
- Universul timpuriu
- Pământ
- Editorial
- Edwin
- efecte
- Ouă
- Einstein
- oricare
- șmirghel
- Fii încurajator.
- capăt
- energie
- Engleză
- se bucură de
- episod
- egal
- la fel de
- ecuații
- Echilibru
- Erori
- scăpa
- mai ales
- esenţă
- Chiar
- evenimente
- în cele din urmă
- EVER
- Fiecare
- de fiecare zi
- tot
- pretutindeni
- dovadă
- evoluţie
- evolua
- exact
- exemplu
- captivant
- executiv
- Producator Executiv
- exista
- se extinde
- experienţă
- cu experienţă
- experiment
- experimente
- explicație
- explora
- Explorarea
- extremă
- extrem
- ochi
- fapt
- Cădere
- fantastic
- departe
- FAST
- Favorite
- favorite
- ispravă
- se simte
- eroare
- puțini
- camp
- În cele din urmă
- Găsi
- First
- cinci
- Flexibilitate
- flexibil
- debit
- Curgere
- fluxurilor
- urma
- următor
- Pentru
- Forţarea
- Forțele
- formulare
- formulând
- Înainte
- găsit
- Fundație
- Cadru
- sincer
- din
- roditor
- distracţie
- funcţie
- fundamental
- de finanțare
- amuzant
- viitor
- ecartament
- a dat
- unelte
- General
- în general
- generator
- geniu
- obține
- devine
- obtinerea
- Da
- Caritate
- Go
- Dumnezeu
- Merge
- merge
- bine
- am
- guverna
- gps
- gravitaționale
- gravitate
- mare
- codru verde
- Grifon
- Teren
- În creştere
- oaspeți
- îndrumare
- Tip
- HAD
- întâmpla
- sa întâmplat
- lucru
- se întâmplă
- fericit
- Greu
- Mai tare
- Avea
- he
- auzi
- auzit
- puternic
- a ajutat
- ajută
- aici
- Înalt
- sugestii
- lui
- istoricește
- istorie
- Lovit
- găuri
- onora
- speranţă
- In speranta
- gazdă
- FIERBINTE
- Cum
- Cum Pentru a
- Totuși
- HTTPS
- uman
- umor
- i
- idee
- if
- Iluzia
- imagina
- important
- impozant
- îmbunătățit
- in
- include
- Inclusiv
- incredibil
- independent
- individ
- inevitabil
- influență
- influențat
- informații
- inițială
- injecta
- în interiorul
- instanță
- interacţiona
- interacţiune
- interacţiuni
- interesat
- interesant
- interior
- în
- introduce
- introdus
- Prezintă
- implicat
- IT
- ESTE
- în sine
- Iacov
- jargon
- Ioan
- ziaristică
- bucurie
- doar
- Justiție
- A pastra
- păstrează
- chei
- copii
- Copil
- tipurile
- Rege
- Cunoaște
- cunoscut
- laboratoare
- laborator
- limbă
- mare
- în mare măsură
- Nume
- mai tarziu
- Drept
- legii
- conducere
- AFLAȚI
- cel mai puțin
- Părăsi
- Led
- lăsa
- Nivel
- Viaţă
- ușoară
- ca
- îi place
- Lin
- liniar
- Ascultare
- mic
- local
- logic
- siglă
- Lung
- Uite
- uitat
- cautati
- Se pare
- Lot
- iubit
- făcut
- revistă
- face
- FACE
- om
- multe
- mulți oameni
- Masa
- maestru
- matematica
- matematic
- mat
- materie
- Mai..
- poate
- me
- însemna
- sens
- mijloace
- măsura
- măsurare
- măsurare
- mecanică
- Amintiri
- menționa
- menționând
- microscopic
- ar putea
- mințile
- greşeli
- MIT
- amestec
- model
- Modern
- moment
- Momente
- monitor
- mai mult
- Morgan
- cele mai multe
- mişcare
- muta
- în mişcare
- mult
- Muzică
- my
- misterios
- Mister
- nume
- Numit
- Natură
- aproape
- necesar
- nevoilor
- vecin
- vecini
- reţea
- neutrini
- nu
- Nou
- Newton
- următor
- frumos
- Nu.
- Premiul Nobel
- în special
- nota
- nimic
- acum
- nuclear
- număr
- obiect
- obiecte
- observaţie
- evident
- OCHOA
- of
- Birou
- de multe ori
- oh
- Bine
- Vechi
- mai în vârstă
- on
- dată
- ONE
- afară
- operațional
- opus
- or
- comandă
- obișnuit
- original
- iniţial
- Altele
- Altele
- in caz contrar
- al nostru
- afară
- peste
- propriu
- Hârtie
- parte
- trecere
- Care trece
- trecut
- brevet
- oameni
- poate
- persoană
- personal
- Peter
- fenomen
- filozofic
- filozofie
- fizic
- fizician
- Fizică
- alege
- piese
- vârf
- Loc
- Locuri
- Planete
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- plauzibil
- joacă
- "vă rog"
- mulțime
- Podcast
- podcasting
- ridică
- poziţie
- posibil
- puternic
- precis
- Precizie
- prezice
- a prezis
- prezicere
- prezenţă
- prezenta
- în prezent
- destul de
- principiu
- Principiile
- privilegiu
- premiu
- probabil
- Problemă
- probleme
- Produs
- producător
- producere
- producţii
- Profesor
- profund
- Progres
- cum se cuvine
- proprietăţi
- proprietate
- protejat
- prevăzut
- psihologic
- Publicare
- pune
- califica
- Quantamagazina
- Cuantic
- Mecanica cuantică
- fizica cuantica
- întrebare
- Întrebări
- cu totul
- aleator
- rată
- Reacții
- real
- Realitate
- realiza
- realizat
- într-adevăr
- recent
- Redefinire
- reflectat
- privit
- regulat
- relativitatea
- bazându-se
- remarcabil
- minte
- la distanta
- Rezoluţie
- respect
- restrânge
- restricții
- revizuiască
- Revoluţie
- mai bogat
- bogat
- dreapta
- Inel
- Râu
- Cameră
- aproximativ
- norme
- Alerga
- acelaşi
- sateliți
- Spune
- spunând
- spune
- Scară
- cântare
- Şcoală
- Ştiinţă
- ştiinţific
- Om de stiinta
- oamenii de stiinta
- anotimpuri
- Al doilea
- vedea
- părea
- pare
- selecţie
- sens
- distinct
- să
- Arăta
- semnificativ
- asemănător
- simplu
- întrucât
- Ședință
- situație
- mic
- So
- soluţii
- unele
- oarecum
- Cineva
- ceva
- fiu
- cântec
- Suna
- Spaţiu
- Spațiu și Timp
- vorbi
- vorbire
- vorbeşte
- special
- specific
- viteză
- viteze
- Spotify
- standard
- Stele
- Începe
- început
- începe
- Stat
- Declarație
- Staţii
- Steve
- lipirea
- Încă
- stoca
- stocarea
- Poveste
- ciudat
- străin
- puternic
- structura
- Incercand
- studiat
- studiouri
- Studiu
- subscrie
- succes
- astfel de
- soare
- a sustine
- Suportat
- sigur
- surpriză
- uimit
- Sweep
- simbol
- sistem
- Lua
- luate
- ia
- Vorbi
- vorbesc
- Tratative
- echipă
- Tehnic
- tehnic
- spune
- spune
- templeton
- zece
- tinde
- termeni
- teste
- decât
- mulţumi
- mulțumesc
- acea
- Viitorul
- Statul
- lumea
- lor
- Lor
- temă
- se
- apoi
- teoretic
- teorie
- Acolo.
- Acestea
- ei
- lucru
- lucruri
- crede
- Gândire
- acest
- în acest an
- thomas
- aceste
- deşi?
- gândit
- încântat
- Prin
- legat
- timp
- ori
- sincronizare
- la
- astăzi
- împreună
- subiecte
- urmări
- călătorie
- Traveling
- trata
- tratament
- extraordinar
- triumf
- necaz
- adevărat
- Adevăr
- încercat
- se transformă
- Două
- în cele din urmă
- în
- suferi
- înţelege
- înţelegere
- înțeles
- Neașteptat
- desfășurare
- unic
- Universal
- Univers
- universitate
- Despachetarea
- dezvaluit
- us
- utilizare
- utilizat
- util
- folosind
- valabil
- variabil
- Fixă
- Viteză
- versiune
- Impotriva
- foarte
- Vizualizare
- vrea
- a fost
- vizionarea
- Apă
- Cale..
- modalități de
- we
- mai slab
- WebP
- bun venit
- BINE
- au fost
- Ce
- Ce este
- cand
- dacă
- care
- OMS
- întreg
- de ce
- Sălbatic
- voi
- câştigător
- cu
- în
- fără
- minunat
- Cuvânt
- Apartamente
- a lucrat
- lucrări
- fabrică
- lume
- ar
- ar da
- wow
- încadra
- Înfășurat
- scrie
- an
- ani
- da
- încă
- Tu
- Ta
- zephyrnet
- zoom-ului