समय की पहेली

समय हमेशा एक समस्या रही है. सबसे पहले, यहां तक ​​कि सबसे प्रतिभाशाली दिमागों के लिए भी यह समझना मुश्किल था कि वास्तव में समय क्या था। आज, जब हमें ऐसा लगता है कि हम इसे कुछ हद तक समझते हैं, तो कई लोग मानते हैं कि इसके बिना, कम से कम पारंपरिक अर्थों में, यह अधिक आरामदायक होगा।

"" आइजैक न्यूटन द्वारा लिखित। उनका मानना ​​था कि समय को सही मायने में केवल गणितीय तरीके से ही समझा जा सकता है। उनके लिए, एक आयामी निरपेक्ष समय और ब्रह्मांड की त्रि-आयामी ज्यामिति वस्तुनिष्ठ वास्तविकता के स्वतंत्र और अलग-अलग पहलू थे, और निरपेक्ष समय के प्रत्येक क्षण में ब्रह्मांड में सभी घटनाएं एक साथ घटित हुईं।

सापेक्षता के अपने विशेष सिद्धांत से आइंस्टीन ने एक साथ समय की अवधारणा को हटा दिया। उनके विचार के अनुसार, समकालिकता घटनाओं के बीच पूर्ण संबंध नहीं है: जो संदर्भ के एक फ्रेम में एक साथ है, जरूरी नहीं कि वह दूसरे में भी एक साथ हो।

आइंस्टीन की समय की समझ का एक उदाहरण कॉस्मिक किरणों से प्राप्त म्यूऑन है। यह एक अस्थिर उपपरमाण्विक कण है जिसका औसत जीवनकाल 2,2 माइक्रोसेकंड है। यह ऊपरी वायुमंडल में बनता है, और यद्यपि हम उम्मीद करते हैं कि यह विघटित होने से पहले केवल 660 मीटर (प्रकाश की गति 300 किमी/सेकेंड पर) की यात्रा करेगा, समय विस्तार प्रभाव ब्रह्मांडीय म्यूऑन को पृथ्वी की सतह पर 000 किलोमीटर से अधिक की यात्रा करने की अनुमति देता है। और आगे। . पृथ्वी के साथ एक संदर्भ फ्रेम में, म्यूऑन अपनी उच्च गति के कारण लंबे समय तक जीवित रहते हैं।

1907 में, आइंस्टीन के पूर्व शिक्षक हरमन मिन्कोव्स्की ने अंतरिक्ष और समय की शुरुआत की। स्पेसटाइम एक दृश्य की तरह व्यवहार करता है जिसमें कण ब्रह्मांड में एक दूसरे के सापेक्ष चलते हैं। हालाँकि, स्पेसटाइम का यह संस्करण अधूरा था (यह सभी देखें: ). 1916 में आइंस्टीन द्वारा सामान्य सापेक्षता की शुरुआत करने तक इसमें गुरुत्वाकर्षण शामिल नहीं था। अंतरिक्ष-समय का ताना-बाना पदार्थ और ऊर्जा की उपस्थिति से निरंतर, चिकना, विकृत और विकृत होता है (2)। गुरुत्वाकर्षण ब्रह्मांड की वक्रता है, जो विशाल पिंडों और ऊर्जा के अन्य रूपों के कारण होती है, जो वस्तुओं द्वारा अपनाए जाने वाले मार्ग को निर्धारित करती है। यह वक्रता गतिशील है, वस्तुओं के हिलने के साथ-साथ गतिशील होती है। जैसा कि भौतिक विज्ञानी जॉन व्हीलर कहते हैं, "स्पेसटाइम द्रव्यमान को यह बताकर ले लेता है कि कैसे चलना है, और द्रव्यमान स्पेसटाइम को यह बताकर ले लेता है कि कैसे वक्र होना है।"

2. आइंस्टाइन का अंतरिक्ष-समय

समय और क्वांटम दुनिया

सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत समय के बीतने को निरंतर और सापेक्ष मानता है, और चयनित स्लाइस में समय के बीतने को सार्वभौमिक और निरपेक्ष मानता है। 60 के दशक में, पहले से असंगत विचारों, क्वांटम यांत्रिकी और सामान्य सापेक्षता को संयोजित करने के एक सफल प्रयास से व्हीलर-डेविट समीकरण के रूप में जाना जाता है, जो सिद्धांत की ओर एक कदम है। क्वांटम गुरुत्व. इस समीकरण ने एक समस्या हल कर दी लेकिन दूसरी समस्या पैदा कर दी। इस समीकरण में समय की कोई भूमिका नहीं है। इससे भौतिकविदों के बीच एक बड़ा विवाद पैदा हो गया है, जिसे वे समय की समस्या कहते हैं।

कार्लो रोवेली (3), एक आधुनिक इतालवी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी की इस मामले पर एक निश्चित राय है। ", उन्होंने "द सीक्रेट ऑफ़ टाइम" पुस्तक में लिखा है।

3. कार्लो रोवेली और उनकी किताब

जो लोग क्वांटम यांत्रिकी की कोपेनहेगन व्याख्या से सहमत हैं, उनका मानना ​​है कि क्वांटम प्रक्रियाएं श्रोडिंगर समीकरण का पालन करती हैं, जो समय में सममित है और एक फ़ंक्शन के तरंग पतन से उत्पन्न होती है। एन्ट्रापी के क्वांटम मैकेनिकल संस्करण में, जब एन्ट्रापी बदलती है, तो गर्मी नहीं बहती है, बल्कि जानकारी बहती है। कुछ क्वांटम भौतिकविदों ने समय के तीर की उत्पत्ति का पता लगाने का दावा किया है। वे कहते हैं कि ऊर्जा नष्ट हो जाती है और वस्तुएं संरेखित हो जाती हैं क्योंकि प्राथमिक कण एक साथ जुड़ते हैं क्योंकि वे "क्वांटम उलझाव" के रूप में बातचीत करते हैं। आइंस्टीन ने अपने सहयोगियों पोडॉल्स्की और रोसेन के साथ इस व्यवहार को असंभव पाया क्योंकि यह कार्य-कारण के स्थानीय यथार्थवादी दृष्टिकोण का खंडन करता था। उन्होंने पूछा कि एक दूसरे से दूर स्थित कण एक साथ एक दूसरे से कैसे संपर्क कर सकते हैं।

1964 में, उन्होंने एक प्रायोगिक परीक्षण विकसित किया जिसने तथाकथित छिपे हुए चर के बारे में आइंस्टीन के दावों को खारिज कर दिया। इसलिए, यह व्यापक रूप से माना जाता है कि जानकारी उलझे हुए कणों के बीच यात्रा करती है, संभवतः प्रकाश की तुलना में तेज़ गति से यात्रा कर सकती है। जहाँ तक हम जानते हैं, समय का कोई अस्तित्व नहीं है उलझे हुए कण (4).

जेरूसलम में एली मेगिडिश के नेतृत्व में हिब्रू विश्वविद्यालय के भौतिकविदों के एक समूह ने 2013 में रिपोर्ट दी थी कि वे उन फोटॉनों को उलझाने में सफल रहे हैं जो समय पर सह-अस्तित्व में नहीं थे। सबसे पहले, पहले चरण में, उन्होंने 1-2 फोटॉन की एक उलझी हुई जोड़ी बनाई। इसके तुरंत बाद, उन्होंने फोटॉन 1 (एक गुण जो प्रकाश के दोलन की दिशा का वर्णन करता है) के ध्रुवीकरण को मापा - जिससे यह (चरण II) "नष्ट" हो गया। फोटॉन 2 को एक यात्रा पर भेजा गया, और एक नई उलझी हुई जोड़ी 3-4 का गठन किया गया (चरण III)। फिर फोटॉन 3 को यात्रा कर रहे फोटॉन 2 के साथ इस तरह मापा गया कि उलझाव गुणांक पुराने जोड़े (1-2 और 3-4) से नए संयुक्त 2-3 (चरण IV) में "बदल" गया। कुछ समय बाद (चरण V) एकमात्र जीवित फोटॉन 4 की ध्रुवता को मापा जाता है और परिणामों की तुलना लंबे समय से मृत फोटॉन 1 (चरण II में वापस) के ध्रुवीकरण से की जाती है। परिणाम? डेटा से फोटॉन 1 और 4 के बीच "अस्थायी रूप से गैर-स्थानीय" क्वांटम सहसंबंधों की उपस्थिति का पता चला। इसका मतलब यह है कि उलझाव दो क्वांटम प्रणालियों में हो सकता है जो समय में कभी भी सह-अस्तित्व में नहीं रहे हैं।

मेगिडिश और उनके सहयोगी मदद नहीं कर सकते, लेकिन अपने परिणामों की संभावित व्याख्याओं के बारे में अनुमान लगा सकते हैं। शायद चरण II में फोटॉन 1 के ध्रुवीकरण की माप किसी तरह 4 के भविष्य के ध्रुवीकरण को निर्देशित करती है, या चरण V में फोटॉन 4 के ध्रुवीकरण की माप किसी तरह फोटॉन 1 की पिछली ध्रुवीकरण स्थिति को अधिलेखित कर देती है। आगे और पीछे दोनों दिशाओं में, क्वांटम सहसंबंध एक फोटॉन की मृत्यु और दूसरे के जन्म के बीच कारण शून्यता तक फैलते हैं।

वृहत पैमाने पर इसका क्या मतलब है? वैज्ञानिक, संभावित प्रभावों पर चर्चा करते हुए, इस संभावना के बारे में बात करते हैं कि तारों के प्रकाश की हमारी टिप्पणियों ने 9 अरब साल पहले किसी तरह फोटॉन के ध्रुवीकरण को निर्धारित किया था।

अमेरिकी और कनाडाई भौतिकविदों की एक जोड़ी, कैलिफोर्निया में चैपमैन विश्वविद्यालय के मैथ्यू एस. लीफ़र और ओंटारियो में सैद्धांतिक भौतिकी के लिए परिधि संस्थान के मैथ्यू एफ. पुसी ने कुछ साल पहले देखा कि अगर हम इस तथ्य पर कायम नहीं रहते हैं कि आइंस्टीन। किसी कण पर किए गए माप अतीत और भविष्य में परिलक्षित हो सकते हैं, जो इस स्थिति में अप्रासंगिक हो जाता है। कुछ बुनियादी धारणाओं को सुधारते हुए, वैज्ञानिकों ने बेल के प्रमेय के आधार पर एक मॉडल विकसित किया, जिसमें अंतरिक्ष को समय में बदल दिया जाता है। उनकी गणना से पता चलता है कि क्यों, यह मानते हुए कि समय हमेशा आगे है, हम विरोधाभासों पर ठोकर खाते हैं।

कार्ल रोवेल्ली के अनुसार, समय के बारे में हमारी मानवीय धारणा थर्मल ऊर्जा के व्यवहार से अटूट रूप से जुड़ी हुई है। हम केवल अतीत को ही क्यों जानते हैं, भविष्य को क्यों नहीं? वैज्ञानिक के अनुसार कुंजी, गर्म वस्तुओं से ठंडी वस्तुओं की ओर ऊष्मा का एकदिशात्मक प्रवाह. गर्म कॉफी के कप में बर्फ का टुकड़ा डालने से कॉफी ठंडी हो जाती है। लेकिन यह प्रक्रिया अपरिवर्तनीय है. मनुष्य, एक प्रकार की "थर्मोडायनामिक मशीन" के रूप में, समय के इस तीर का अनुसरण करता है और दूसरी दिशा को समझने में असमर्थ है। रोवेली लिखते हैं, "लेकिन अगर मैं सूक्ष्मदर्शी स्थिति का निरीक्षण करता हूं, तो अतीत और भविष्य के बीच का अंतर गायब हो जाता है... चीजों के प्रारंभिक व्याकरण में कारण और प्रभाव के बीच कोई अंतर नहीं है।"

समय को क्वांटम अंशों में मापा जाता है

या शायद समय को परिमाणित किया जा सकता है? हाल ही में उभरे एक नए सिद्धांत से पता चलता है कि समय का सबसे छोटा बोधगम्य अंतराल एक सेकंड के एक अरबवें के दस लाखवें हिस्से से अधिक नहीं हो सकता है। सिद्धांत एक अवधारणा का अनुसरण करता है जो कम से कम एक घड़ी की मूल संपत्ति है। सिद्धांतकारों के अनुसार, इस तर्क के परिणाम "हर चीज़ का सिद्धांत" बनाने में मदद कर सकते हैं।

क्वांटम समय की अवधारणा नई नहीं है। क्वांटम गुरुत्व का मॉडल प्रस्ताव है कि समय को परिमाणित किया जाए और एक निश्चित टिक दर हो। यह टिक-टिक चक्र सार्वभौमिक न्यूनतम इकाई है और कोई भी समय आयाम इससे कम नहीं हो सकता। यह ऐसा होगा जैसे ब्रह्मांड की नींव में एक क्षेत्र था जो इसमें मौजूद हर चीज की गति की न्यूनतम गति निर्धारित करता है, जिससे अन्य कणों को द्रव्यमान मिलता है। इस सार्वभौमिक घड़ी के मामले में, "द्रव्यमान देने के बजाय, यह समय देगा," एक भौतिक विज्ञानी बताते हैं जो समय की मात्रा निर्धारित करने का प्रस्ताव करता है, मार्टिन बोजोवाल्ड।

ऐसी सार्वभौमिक घड़ी का मॉडल बनाकर, उन्होंने और संयुक्त राज्य अमेरिका के पेंसिल्वेनिया स्टेट कॉलेज में उनके सहयोगियों ने दिखाया कि यह कृत्रिम परमाणु घड़ियों में अंतर लाएगा, जो ज्ञात सबसे सटीक परिणाम उत्पन्न करने के लिए परमाणु कंपन का उपयोग करते हैं। समय माप. इस मॉडल के अनुसार, परमाणु घड़ी (5) कभी-कभी सार्वभौमिक घड़ी के साथ सिंक्रनाइज़ नहीं होती थी। यह समय माप की सटीकता को एक एकल परमाणु घड़ी तक सीमित कर देगा, जिसका अर्थ है कि दो अलग-अलग परमाणु घड़ियाँ बीती अवधि की लंबाई से मेल नहीं खा सकती हैं। यह देखते हुए कि हमारी सर्वोत्तम परमाणु घड़ियाँ एक-दूसरे के अनुरूप हैं और 10-19 सेकंड तक टिक माप सकती हैं, या एक सेकंड के अरबवें के दसवें हिस्से को माप सकती हैं, समय की मूल इकाई 10-33 सेकंड से अधिक नहीं हो सकती है। ये इस सिद्धांत पर एक लेख के निष्कर्ष हैं जो जून 2020 में फिजिकल रिव्यू लेटर्स जर्नल में छपा था।

5. सिंगापुर के राष्ट्रीय विश्वविद्यालय में ल्यूटेटियम-आधारित परमाणु घड़ी।

समय की ऐसी कोई आधार इकाई मौजूद है या नहीं, इसका परीक्षण करना हमारी वर्तमान तकनीकी क्षमताओं से परे है, लेकिन फिर भी प्लैंक समय को मापने की तुलना में अधिक सुलभ लगता है, जो कि 5,4 × 10-44 सेकंड है।

तितली प्रभाव काम नहीं करता!

क्वांटम दुनिया से समय को हटाने या इसकी मात्रा निर्धारित करने के दिलचस्प परिणाम हो सकते हैं, लेकिन ईमानदारी से कहें तो लोकप्रिय कल्पना किसी और चीज़ से प्रेरित होती है, अर्थात् समय यात्रा।

लगभग एक साल पहले, कनेक्टिकट विश्वविद्यालय के भौतिकी के प्रोफेसर रोनाल्ड मैलेट ने सीएनएन को बताया था कि उन्होंने एक वैज्ञानिक समीकरण लिखा है जिसे आधार के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। वास्तविक समय मशीन. उन्होंने सिद्धांत के एक प्रमुख तत्व को चित्रित करने के लिए एक उपकरण भी बनाया। उनका मानना ​​है कि यह सैद्धांतिक तौर पर संभव है समय को एक पाश में बदलनाजो अतीत में समय यात्रा की अनुमति देगा। उन्होंने एक प्रोटोटाइप भी बनाया जिसमें दिखाया गया कि कैसे लेज़र इस लक्ष्य को हासिल करने में मदद कर सकते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मैलेट के सहयोगियों को यकीन नहीं है कि उनकी टाइम मशीन कभी भी सफल होगी। यहां तक ​​कि मैलेट भी स्वीकार करते हैं कि उनका विचार इस बिंदु पर पूरी तरह से सैद्धांतिक है।

2019 के अंत में, न्यू साइंटिस्ट ने बताया कि कनाडा में पेरीमीटर इंस्टीट्यूट के भौतिक विज्ञानी बराक शोशानी और जैकब हॉसर ने एक समाधान का वर्णन किया है जिसमें एक व्यक्ति सैद्धांतिक रूप से एक से यात्रा कर सकता है। समाचार फ़ीड दूसरे तक, गुजर रहा है एक छेद के माध्यम से अंतरिक्ष समय या एक सुरंग, जैसा कि वे कहते हैं, "गणितीय रूप से संभव"। यह मॉडल मानता है कि अलग-अलग समानांतर ब्रह्मांड हैं जिनमें हम यात्रा कर सकते हैं, और इसमें एक गंभीर खामी है - समय यात्रा यात्रियों की अपनी समयरेखा को प्रभावित नहीं करती है। इस तरह, आप अन्य सातत्यों को प्रभावित कर सकते हैं, लेकिन जिससे हमने यात्रा शुरू की थी वह अपरिवर्तित रहता है।

और चूंकि हम स्पेस-टाइम सातत्य में हैं, तो इसकी मदद से क्वांटम कंप्यूटर समय यात्रा का अनुकरण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने हाल ही में साबित किया है कि क्वांटम क्षेत्र में कोई "तितली प्रभाव" नहीं है, जैसा कि कई विज्ञान कथा फिल्मों और पुस्तकों में देखा गया है। क्वांटम स्तर पर प्रयोगों में, क्षतिग्रस्त, प्रतीत होता है लगभग अपरिवर्तित, जैसे कि वास्तविकता स्वयं को ठीक करती है। इस गर्मी में इस विषय पर एक पेपर साइसिकल रिव्यू लेटर्स में छपा। "क्वांटम कंप्यूटर पर, समय में विपरीत विकास को अनुकरण करने या प्रक्रिया को अतीत में वापस ले जाने की प्रक्रिया को अनुकरण करने में कोई समस्या नहीं है," लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी और सह में एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी मिकोले सिनित्सिन ने समझाया। अध्ययन के लेखक। काम। "हम वास्तव में देख सकते हैं कि जटिल क्वांटम दुनिया का क्या होता है अगर हम समय पर वापस जाते हैं, कुछ नुकसान जोड़ते हैं और वापस जाते हैं। हम पाते हैं कि हमारी मौलिक दुनिया बची हुई है, जिसका अर्थ है कि क्वांटम यांत्रिकी में कोई तितली प्रभाव नहीं है।"

यह हमारे लिए बड़ा झटका है, लेकिन हमारे लिए अच्छी खबर भी है।' अंतरिक्ष-समय सातत्य अखंडता बनाए रखता है, छोटे बदलावों को इसे नष्ट करने की अनुमति नहीं देता है। क्यों? यह एक दिलचस्प सवाल है, लेकिन समय से थोड़ा अलग विषय है।