Rozbijeme vaší představu o času, existují minulost, přítomnost a budoucnost současně? Skončí někdy čas?

Zdá se nám, že čas plyne jako řeka, nekonečně dlouho od jednoho okamžiku k dalšímu. A také se nám zdá, že čas plyne vždy jedním směrem, k budoucnosti, ale to nemusí být pravda. Jak tedy odhalit tajemství tak hluboké a neuchopitelné, jako je čas? Jednou z možností je měřit jej. Pomocí hodin všech možných typů měříme čas se stále zvyšující se přesností již tisíce let. Nejpřesnější hodiny dneška měří čas na základě kmitání atomu cesia, ten kmitá přesně 9.192.631.770x za sekundu. Takové hodiny se zpozdí o sekundu jednou za 100 miliónů let!

Ale bez ohledu na to, jak přesné hodiny máme, zůstává pro nás čas tajemstvím. Hodiny nám řeknou, jaký je zrovna čas, ale nedokáží nám říct, co je to čas, co to vlastně ve skutečnosti měříme.
Většina lidí se dívá na čas velmi jednoduchým, přímočarým způsobem – čas tiká stejně pro každého a všude. Nic ovšem nemůže být dále od pravdy, ve skutečnosti neexistuje žádný jednotný, universální čas. Existuje spousta časů, Einstein přišel na tento šokující objev tím, že objevil skryté spojení mezi prostorem a časem. Přišel na to, že existuje těsné propojení mezi pohybem v prostoru a během času. Zjednodušeně řečeno, čím více máte jednoho, tím méně máte druhého. To znamená, že čím rychleji se pohybujete, tím pomaleji plyne váš čas. Proč něco takového tedy nepozorujeme v každodenním životě? Při rychlostech, kterých tady na zemi dosahujeme, je vliv pohybu na čas tak nepatrný, že ho nepozorujeme. Přesto je měřitelný. 

http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/678-atomove-hodiny

Tento objev způsobil, že čas a prostor nelze považovat za oddělené věci, místo toho jsou spojeny v takzvaném časoprostoru.

Toto propojení prostoru a času přivedlo Einsteina k možná k nejpodivuhodnějšímu objevu ze všech. Že ostrý předěl, který vidíme mezi minulostí, přítomností a budoucností, může být pouhou iluzí. Selským rozumem se všichni shodneme, co rozumíme slovem „teď“ – je to řez časoprostorem provedený v daném okamžiku, který obsahuje všechny události, jež se v danou chvílí odehrály v celém vesmíru. Ovšem Einstein ukázal, že když vezmeme v úvahu pohyb, je tento zdánlivě logický obraz času zcela nesprávný. Pro názornou ilustraci si vezměme bochník toastového chleba a představme si ho jako časoprostor. Stejně jako můžeme bochník chleba nakrájet různým způsobem, můžeme i časoprostor rozdělit na jednotlivé řezy označující „teď“, ovšem v závislosti na rychlosti v různých úhlech. Představte si mimozemšťana žijícího na planetě vzdálené od nás 10 miliard světelných let (pro lepší představu opomeňme pohyby planet a galaxií). Když budete oba stát na místě a nebudete se vůči sobě pohybovat, vaše hodiny budou tikat stejně a budete tedy sdílet stejný časoprostorový řez vašeho „teď“ (bochník rozříznete kolmo). Pokud se ovšem mimozemšťan rozeběhne směrem od naší planety, vaše hodiny už nebudou tikat stejnou rychlostí, protože pohyb zpomaluje běh času. Pokud se nebudou shodovat vaše hodiny, nebudou se shodovat ani vaše řezy „teď“. Mimozemšťanovy řezy budou krájet bochník jinak, pod určitým úhlem směrem k vaší minulosti. Mimozemšťan se pohybuje pomalu, proto je jeho úhel odkloněn do minulosti pouze nepatrně, ale vzhledem k tak obrovské vzdálenosti, bude tento nepatrný úhel znamenat ohromný rozdíl v čase. Na jeho řezu označeném „teď“, se nebudete nacházet ani vy, ani většina toho, co je kolem vás, protože jeho řez „teď“ je posunut nějakých 200 let do minulosti. Pokud se ale mimozemšťan zastaví a rozeběhne se směrem k naší planetě, nastane naprosto opačná situace a mimozemšťanovo „teď“ bude 200 let ve vaší budoucnosti. Závěr, který z tohoto lze vyvodit, je takový, že minulost i budoucnost je skutečná. Pokud věříte fyzikálním zákonům, jsou si minulost, přítomnost a budoucnost rovnocenné, všechny existují přesně stejným způsobem. Minulost není pryč a budoucnost není neexistující. Všechno, co se kdy stalo či stane, už existuje. Einstein prohlásil: „Rozlišení mezi minulostí, přítomností a budoucností je pouhá iluze, i když nesmírně silná.“

Když už ale existují všechny okamžiky v čase, jak vysvětlit ten velmi skutečný pocit, že čas plyne stále kupředu jako řeka? Možná je to jenom klam a čas ve skutečnosti neplyne. Představme si, že jako je na celuloidovém pásu zachycen celý film, tak všechny okamžiky v čase již existují. U filmu projektor prosvěcuje jednotlivá políčka a vytváří dojem pohybu a času, ale u fyzikálních zákonů nemáme k dispozici nic takového, co by vybíralo jeden okamžik po druhém. Náš mozek možná tento dojem vytváří, ale ve skutečnosti to, co všichni považujeme za plynutí času, nemusí být nic jiného než pouhá iluze.

Jak se tedy postavit ke skutečnosti, kterou každý den stále a stále zažíváme, že se nám zdá, jako by čas plynul stále jedním směrem, do budoucnosti? Říkáme tomu šíp času. Proč žijeme ve světě, kde čas plyne jedním směrem, zůstává tajemstvím. O prostoru to neplatí, v něm se můžeme pohybovat libovolným směrem, z bodu A do bodu B a klidně i zpět do bodu A, takže jednosměrnost času je aspektem, kterému už na základní úrovni nerozumíme. Proč vidíme události odvíjet se pouze jedním směrem, proč je nikdy nevidíme odehrávat se v obráceném pořadí? Je to dáno zákony fyziky, které nedovolují, aby se něco takového dělo? Ve skutečnosti to dovolují. Fyzikální zákony jsou matematické rovnice, pomocí kterých popisujeme všechno, od chování atomů po víření galaxií. Jsou potvrzeny staletími pozorování a experimentů, ale překvapivě ve fyzikálních zákonech nenajdeme nic, co by říkalo, že události se musejí odvíjet v čase směrem dopředu. Podle těchto rovnic se mohou události klidně odehrávat i v obráceném pořadí. K většině rovnic, kterými popisujeme události ve světě kolem nás, není přidružen žádný šíp času. Tyto rovnice fungují stejně dobře, ať postupujeme časem dopředu, nebo obráceným směrem dozadu. Existuje tady rozpor mezi fyzikou, která je v podstatě reverzibilní, a naším životem, který obrátit nemůžeme. Jak je to možné?
Odpovědí by mohla být entropie. Protože všechno ve vesmíru má tendenci přecházet ze stavu uspořádaného do stavu neuspořádaného, tato entropie se neustále zvětšuje. Naopak to nejde. Pozorujeme to kolem sebe každý den – upuštěná sklenice se rozpadne na stovky střepů, vajíčko praskne a vyteče, stoupající dým je stále neuspořádanější. Uspořádané stavy se stávají neuspořádanými, a to nám zřejmě připadá jako šíp času. I při tomto zdůvodnění však narážíme na další problém. Zákony fyziky nerozlišují mezi budoucností a minulostí, takže entropie by se měla zvětšovat nejen směrem do budoucnosti, ale i směrem do minulosti, což ale nedává smysl. Pokud byste si čas pustili pozpátku, viděli byste, že vesmír je směrem do minulosti stále více uspořádaný, až do okamžiku velkého třesku. Velký třesk, ač tomu jeho název nenapovídá, je vysoce uspořádaný stav, je to pravděpodobně ta nejuspořádanější věc v celé fyzice. Proč byla entropie nízká? To netušíme, ale alespoň víme, že existoval bod, ve kterém začal vesmír. Takže nejlepší naše vysvětlení zní, že velký třesk vyslal šíp času na jeho dráhu směrem k nezvratné entropii.

Takže pokud měl čas začátek, bude mít i konec? Poslední objevy vrhají na tuto otázku nové světlo. Rozpínání vesmíru se stále více zrychluje, což je v rozporu se vším, co si vědci až dosud představovali. Pro budoucnost to má jeden velmi zvláštní důsledek. V daleké budoucnosti, za nějakých 100 miliard let, budou všechny ostatní galaxie odstraněny z našeho dohledu. Pokud dnes pozorujeme nějakou galaxii vzdálenou 2 miliony světelných let, díváme se vlastně 2 miliony let do minulosti. V daleké budoucnosti, až tyto galaxie již nebudou viditelné, astronomové zjistí, že minulost v kosmickém smyslu je mimo náš dosah. A pokud jde o konec času – podle jedné z teorií budou vesmíru dominovat černé díry. Jednou zmizí i ony a ve vesmíru pak nebude kromě náhodných částic vůbec nic. Ve velmi vzdálené budoucnosti, kdy se všechno rozpadne a bude v podstatě vyhlazeno, nebudou probíhat žádné změny. Beze změn nebudeme moci vnímat planutí času. A bez událostí už nebude ani čas.

Zdroj: National Geographic – Struktura vesmíru