CZAS – w końcu naprawdę zrozumiesz czym jest i jak „działa” – BEZ ANI JEDNEGO WZORU!

Ile razy słyszałeś te wszystkie skomplikowane teorie głoszone przez różnych specjalistów tłumaczące zawiłą naturę czasu?

Tego czym on jest, jak „działa”, że to czwarty wymiar, czy można podróżować w czasie, czy można odwrócić jego bieg, jak działa paradoks bliźniąt, w którym miejscu w przestrzeni czas biegnie szybciej, a w którym wolniej itd. itp.?

A Ilu z Was zna i rozumie wzory na dylatację czasu, albo te wszystkie fancy wykresy obrazujące jego „działanie”?

A może słyszałeś nawet, że to czas tworzy przestrzeń? 
Nie jesteś w tym wszystkim pogubiony? – bo ja swego czasu byłem totalnie 😊

 

Ale gwarantuję Ci, że za chwilę w pełni zrozumiesz czym naprawdę jest czas i co najważniejsze będziesz to czuł intuicyjnie i będziesz w stanie sam z siebie odpowiedzieć na nawet najbardziej zawiłe pytania dot. czasu.

 

Bo jego natura naprawdę jest bardzo prosta.

 

Potrzebujemy do tego tylko 3 elementów:

 

1)

Zacznijmy od tego co generalnie kryje się pod znaczeniem określenia czas, czy raczej „upływ czasu” i do czego tego pojęcia używamy.
 
 Czy czas jest czymś fizycznym? – jakąś fizyczną strukturą? 4tym wymiarem we wszechświecie, o której dość często mówią różni eksperci, czymś wpływającym na coś (np. tworzącym grawitację, czy masę?) 
 
Nie, czas, to pojęcie czysto abstrakcyjne, służące nam do określenia jakiejś zmiany, która zachodzi, czy zaszła, czyli:

 

Mierząc czas, a raczej jego upływ mierzymy jakąś zmianę jaka zachodzi pomiędzy dwoma różnymi momentami.
 
Czas jest bezpośrednią pochodną przestrzeni, ale to przestrzeń jest czymś fizycznym, a czas, czyli szybkość zmian jakie obserwujemy zależy od struktury tej przestrzeni – zaraz Wam to wytłumaczę w bardzo prosty i obrazowy sposób.

 

2)

Czym jest cały wszechświat, czyli my i wszystko co nas otacza – dla uproszczenia wszystko to jest zbiorem trylionów, trylionów, trylionów… elementarnych cząstek, które są w ciągłym ruchu i reagują pomiędzy sobą (nie musimy wchodzić tu w rodzaje cząstek – czy są to bozony, fermiony itd. itp. – nazywajmy je cząstkami elementarnymi).

 

Czyli cały wszechświat to mieszanina ciągle poruszających się cząstek w różnej konfiguracji i koncentracji.

 

3).

W czym znajdują i poruszają się te wszystkie cząstki? – w przestrzeni, ale nie w czterowymiarowej czaso-przestrzeni, po prostu w 3 wymiarowej przestrzeni.

 

I teraz wprowadźmy sobie pojęcie, które często pojawia się w różnych rozważaniach, czyli tzw. strukturę przestrzeni, swego rodzaju „materiał”, z którego jest „zbudowana”, bo ono będzie tutaj fundamentalne.

Otóż przestrzeń, to nie jest pojęcie abstrakcyjne, czyli pustka, którą wypełniają poruszające się cząstki elementarne, ale przestrzeń sama w sobie ma pewną strukturę – jest pewną siatką, w której zawieszone (poruszają się) są te wszystkie wspomniane wcześniej cząstki elementarne.

Znów – dla uproszczenia załóżmy, że sama przestrzeń składa się z pewnego rodzaju elementów (cząsteczek) tworzących swego rodzaju przestrzenną siatkę (powiedzmy coś ala struktura kryształu), w której poruszają się cząstki elementarne i co najważniejsze, z którą to siatką te cząstki są w stanie w różny sposób oddziaływać.

 

 

 

 

Wiemy, że przestrzeń posiada swoją geometrię, która w zasadniczy sposób wpływa na to jak zachowuje się cały wszechświat, czyli tak naprawdę jak zachowują się te wszystkie nasze cząstki elementarne. Na to jak szybko się poruszają, gdzie ich koncentracja jest większa a gdzie mniejsza itd.

 

Czym jest ta geometria przestrzeni? – ano po prostu tym jak bardzo ta siatka cząstek ją tworzących jest odkształcona od pierwotnego stanu. 
 Czyli jeśli ta struktura cząstek tworzących przestrzeń zostanie odkształcona w jakiś sposób, to to jest właśnie zmiana geometrii przestrzeni.

 

Wyobraźmy sobie, że cząstki elementarne reagują z cząstkami przestrzeni i się przyciągają. Jeśli z jakiegoś powodu (nie ważne jakiego) w danym miejscu skupi się więcej cząstek elementarnych, i będą one miały znacznie większe zagęszczenie niż gdzie indziej, to w takim modelu przyciągną one też do siebie cząstki tworzące siatkę przestrzeni, a przez to właśnie rozciągną strukturę przestrzeni dokładnie w taki sposób jak zakłada to teoria Einsteina.

 

Czyli mamy teraz w naszym modelu tryliony cząstek elementarnych poruszających się w porozciąganej w różny sposób siatce przestrzeni składającej się z tryliony trylionów razy większej ilości cząstek przestrzeni (załóżmy, że cząsteczki przestrzeni są dużo „mniejsze” niż nasze cząsteczki elementarne). 
 I w dodatku jeszcze sama struktura przestrzeni też się cały czas dynamicznie zmienia, nie tylko pod wpływem zachowania cząstek elementarnych, z którymi reaguje, ale z tego co wiemy przestrzeń się rozszerza, czyli siatka cały czas się rozciąga, czyli średnia odległość pomiędzy cząsteczkami przestrzeni cały czas się zwiększa.

 

Czyli jeszcze dla większego uproszczenia nasz wszechświat to swego rodzaju zupa ciągle poruszających się i reagujących ze sobą cząsteczek elementarnych i cząsteczek przestrzeni. 

 

I teraz wróćmy do tego czym jest czas i jego upływ? – otóż tak jak powiedzieliśmy upływ czasu to jakaś zmiana sytuacji pomiędzy jednym momentem a drugim, czyli w naszym modelu pomiędzy jednym rozmieszczeniem naszej mieszaniny cząstek a kolejnym jej rozmieszczeniem. 
Jakakolwiek zmiana w całej tej zupie nastąpi to jest właśnie to co nazywany upływem czasu. Czyli upływem czasu nazywamy tą ciągłą zmianę wzajemnego położenia cząstek elementarnych i cząstek przestrzeni.

 

I teraz dla lepszego zrozumienia przejdźmy na to czym jest czas dla pojedynczej cząstki elementarnej.

 

Mamy jakąś strukturę przestrzeni i tworzących ją cząstek i jakąś naszą cząstkę elementarną.

 

Dla uproszczenia sytuację tą możemy przedstawić na widoku 2D, czyli na płaszczyźnie w następujący sposób.

 

 

Co dla niej będzie świadczyło o upływie czasu i o jakiejś zmianie, która zaszła?

 

Otóż załóżmy, że miarą zmiany, czyli miarą tego co nazywamy upływem czasu jest kontakt z cząsteczką przestrzeni.

Wiemy, że nasza cząsteczka elementarna cały czas się rusza, tak więc co chwilę styka się z którąś z cząstek przestrzenni. Bo przez to, że cząsteczki przestrzeni są zdecydowanie gęstsze i mniejsze niż cząsteczki elementarne, zanim jedna poruszająca się cząsteczka elementarna spotka się z inną cząsteczką elementarną, na pewno spotka na swojej drodze ileś cząstek przestrzeni.

 

Tak więc w naszym modelu najmniejszą obserwowalną zmianą będzie zmiana polegająca na zetknięciu się cząsteczki elementarnej z jedną i później z drugą cząsteczką przestrzeni. Czyli nasza cząsteczka elementarna w pierwszym momencie styka się z tą cząstką przestrzeni, a w kolejnym z tą.

To jest nazwijmy to minimalny „upływ czasu”.

 

I teraz uwaga - jeśli w jednym miejscu rozciągniemy siatkę cząsteczek przestrzeni a w innym zostanie niezmienna, to jeśli przyjmiemy, że cząsteczki elementarne poruszają się z tą samą prędkością, to w czasie gdy w miejscu A ilość kontaktów będzie X, to ponieważ w miejscu B odległość pomiędzy cząsteczkami rozciągniętej przestrzeni jest 2x większa, to tam tych interakcji będzie 2x mniej, czyli gdy cząsteczka „A” podległa 10 kontaktom z cząsteczkami przestrzeni, to cząsteczka „B” już tylko 5ciu 😊. 

 

Możemy więc powiedzieć, że w miejscu, w którym przestrzeń jest rozciągnięta WSZELKIE ZMIANY zachodzą rzadziej niż w miejscu, gdzie struktura przestrzeni nie jest rozciągnięta. A gdy będzie ściśnięta, to zmiany będą zachodzić szybciej.

 

Czy możemy przenieść to na nasze realia makro? – jak najbardziej. W jaki sposób dziś super dokładnie mierzymy czas? – używając tzw., zegarów atomowych, gdzie czas mierzony jest szybkością przejścia elektronów między powłokami w atomie, np. cezu.
 Czy Interakcje cząstek elementarnych tworzących atom i tych wpływających na ta szybkość ze strukturą przestrzeni, może mieć wpływ na szybkość tej zmiany? – Jeśli tylko przyjmiemy, że przestrzeń rzeczywiście ma strukturę, to staje się to wręcz oczywiste 😊.

 

Tak więc mamy niezwykle prosty mechanizm tłumaczący nam, dlaczego czas biegnie wolniej tam gdzie przestrzeń jest rozciągnięta i szybciej tam gdzie jest „ściśnięta”.
Po prostu cząstki elementarne tworzące dane ciało znajdujące się w bardziej „rozciągniętej” przestrzeni podlegają mniejszej ilości zmian, czyli „starzeją” się wolniej.

 

To teraz przejdźmy do teoretycznie trudniejszej rzeczy, czyli wpływu prędkości/przyspieszenia na czas. 

 Ilu z was tak naprawdę rozumie i jest w stanie wytłumaczyć innym na czym polega paradoks bliźniąt i jak działa? – zaraz będziecie to intuicyjnie czuć wszyscy 😊.

 

Wróćmy znów na nasz uproszczony model przestrzeni 2D.
 Mamy naszą cząsteczkę elementarną w strukturze cząstek przestrzeni. Gdy cząsteczka elementarna porusza się wolno względem cząstek przestrzeni (rusza się zawsze, bo cały czas reaguje z innymi cząstkami elementarnymi i cząstkami przestrzeni) to kontaktuje się, czy odbija od cząsteczek przestrzeni z określoną częstotliwością.
 A teraz wprawmy ją w ruch. 
 Zaczyna poruszać się tak, czyli częstotliwość kontaktów z cząsteczkami przestrzeni spada, czyli ilość kontaktów poruszającej się szybko cząsteczki z cząsteczkami przestrzeni jest mniejsza niż cząsteczki, która w tym samym czasie porusza się względem przestrzeni wolno.

 

Tak więc intuicyjnie widzimy, że dla cząsteczek elementarnych a tym samym i wszystkiego co jest z nich zbudowane ilość zmian jakim podlegają jest mniejsza niż cząsteczek nazwijmy to „w spoczynku”.

 

Tak więc wcale nie chodzi tu stricte o fakt poddania cząsteczek (ciała) przyspieszeniu – chodzi o prędkość przemieszczania się cząsteczek elementarnych (tworzących ciało) względem struktury przestrzeni i ilości „interakcji” jakie ze sobą „zaliczą”.

Tak więc teraz pytanie, który z bliźniaków będzie młodszy po tym, gdy ten z rakiety wróci na ziemię jest oczywiste  - nieważna jest ich wzajemna prędkość, przyspieszenie itd. – w tej konkretnej sytuacji ważne jest który z nich podróżował szybciej przez strukturę przestrzeni, bo cząsteczki z których jest zbudowany podległy mniejszej ilości zmian i przez to zestarzały się mniej niż bliźniaka, którego cząsteczki zaliczyły więcej kontaktów ze strukturą przestrzeni :-).

 

Proste jak drut 😊 - i używając tej logiki jesteście w stanie odpowiedzieć na każde teoretycznie zawiłe pytanie o czas i jego upływ 😊.

 

Jedno z takich fundamentalnych – czy można się cofnąć w czasie, czy bieg czasu ma jeden kierunek?
 

Jeśli bieg czasu to sekwencja zmian wszystkich cząstek elementarnych obecnych we wszechświecie oraz cząstek tworzących strukturę przestrzeni, to czym byłoby cofnięcie czasu? – trzeba byłoby zawrócić dokładnie wszystkie te cząsteczki (cząstki elementarne oraz cząstki przestrzeni) do któregoś poprzedniego stanu/miejsca…. I dodajmy do tego, że sama przestrzeń jak wiemy cały czas się zmienia (rozciąga) – jaka siła miałaby spowodować zawrócenie wszystkich tych cząstek do poprzedniego stanu? – nie ma takiej.

 

I nie można też dokonać takiej zmiany „tylko lokalnie”, bo nie da się odseparować zupełnie pewnego obszaru przestrzeni, tak aby nie „oddziaływała” z pozostałą częścią.

 

Inna ciekawa kwestia – dlaczego fotony nie „podlegają upływowi czasu” i poruszają się z maksymalną „dozwoloną” prędkością? – ponieważ poruszają się przez strukturę przestrzeni bez kontaktowania się z cząsteczkami przestrzeni, tak więc dla fotonu nie zachodzi zmiana polegająca na kontakcie z kolejnymi cząstkami przestrzeni.

 

Idąc dalej można zadać sobie pytanie – jak to się dzieje, że jedne cząstki elementarne uderzają o cząsteczki przestrzeni, a inne (jak foton) nie? – wystarczy wprowadzić kolejne założenie – niech przestrzeń składa się przynajmniej z dwóch rodzajów cząsteczek, o przeciwnym potencjale – możne wtedy łatwo wywieść kolejne założenie – że z jakiegoś powodu fotony poruszają się zawsze w zerowym potencjale pomiędzy cząsteczkami przestrzeni – dlatego z żadną z nich nigdy się nie stykają i dlatego nie podlegają upływowi czasu…

 

Idąc dalej można zadawać, kolejne głębsze pytania dot. struktury przestrzenni, ale o tym w jakimś kolejnym wpisie… 😊