Чому на вершині гори час пливе швидше, ніж на рівні моря

Ідея «абсолютного часу» – ілюзія, про що говорить не лише фізика, але й наш суб'єктивний досвід. З того часу як А. Ейнштейн сформулював свою загальну теорію відносності, ми зрозуміли, що гравітація здатна викривлювати простір і час, а ефект «уповільнення часу» може виникати навіть у малих масштабах. Проте і поза питаннями фізики залежно від різних умов наше сприйняття часу може спотворюватися: з віком прискорюватися, змінюватися у міру зміни епох і підлаштовуватися під темп нашого життя. Розбираємося з образом Big Think, що змушує нас сприймати час, який іде вперед, і чому ключ до цього потрібно шукати в нейробіології, а не в фундаментальній фізиці.

Установіть один годинник на вершині гори. Встановіть ще один на пляжі. Врешті-решт ви побачите, що кожен годинник показує різний час. Чому? У міру наближення до Землі час рухається повільніше, тому що, як стверджував Ейнштейн у своїй загальній теорії відносності, гравітація масивних об'єктів, таких як Земля, спотворює простір і час навколо них.

Учені вперше спостерігали ефект «уповільнення часу» в космічному масштабі, наприклад, коли зірка проходила поряд з чорною дірою. Потім, в 2010 році, дослідники спостерігали такий же ефект в значно меншому масштабі, використовуючи пару надзвичайно точних атомних годинників, один з яких був розташований на 33 сантиметри вище іншого. І знову час рухався повільніше, тому що годинники наближалися до Землі.

Відмінності були майже непомітні, але наслідки були значні: абсолютного часу не існує. Для кожного годинника у світі і для кожного з нас час плине по-своєму. Але навіть якщо час плине у Всесвіті зі швидкістю, яка постійно змінюється, час все одно плине в будь-якому об'єктивному змісті, чи не так? А можливо, і ні.

Час поза межами фізики. У своїй книзі «Порядок часу» італійський фізик-теоретик Карло Ровеллі передбачає, що наше сприйняття часу – наше відчуття того, що час завжди йде вперед – може бути дуже суб'єктивною проєкцією. Врешті-решт, коли ви споглядаєте на реальність в найменшому масштабі (або, наприклад, використовуючи рівняння квантової гравітації), час зникає.

«Якщо я спостерігаю мікроскопічний стан речей, – пише Ровеллі, – тоді різниця між минулим і теперішнім зникає… в елементарній граматиці речей немає відмінностей між «причиною» і «наслідком»».

Отже, чому ми сприймаємо час як те, що крокує вперед? Ровеллі відмічає, що, хоча час зникає в надзвичайно малих масштабах, ми все ж, очевидно, сприймаємо події, які відбуваються послідовно в реальності. Іншими словами, ми спостерігаємо ентропію: порядок перетворюється в безлад; яйце тріскається, і його збивають для яєчні-бовтанки.

Ровеллі каже, що ключові аспекти часу описуються другим законом термодинаміки, який говорить про те, що теплова енергія не може переходити від менш гарячих об'єктів до більш гарячих, тому розвернути цей процес в іншу сторону неможливо. Тут односторонній рух. Наприклад, кубик льоду тане в чашці гарячого чаю, а не навпаки. Ровеллі передбачає, що подібне явище може пояснити, чому ми здатні сприймати тільки минуле, а не майбутнє.

«Кожен раз, коли майбутнє безперечно відрізняється від минулого, у ньому присутнє щось на кшталт теплоти, – пише Ровеллі в Financial Times. – Термодинаміка прослідковує напрямок часу до того, що називається «низькою ентропією минулого», все ще загадкового явища, з приводу якого не вщухають дискусії».

Він продовжує:

«Зростання ентропії орієнтує час і допускає існування відбитків минулого, які забезпечують можливість спогадів, які утримують наше почуття ідентичності. Я підозрюю, що щось, що ми називаємо «плином» часу, необхідно зрозуміти, вивчаючи структуру нашого мозку, а не через вивчення фізики: еволюція перетворила наш мозок в машину, яка живиться пам'яттю, щоб передбачити майбутнє. Це те, що ми сприймаємо, коли слухаємо плин часу. Розуміння «плин» часу – те, що може мати відношення до нейробіології більше, ніж до фундаментальної фізики. Пошук пояснення відчуття потоку в фізиці може бути помилкою».

Вченим ще належить багато дізнатися про те, як ми сприймаємо час і чому час діє по-різному залежно від масштабу розгляду. Проте безперечним є те, що поза межами фізики наше індивідуальне сприйняття часу також дивовижно еластичне.

Дивна суб'єктивність часу. Час на вершині гори рухається інакше, ніж на пляжі. Проте вам зовсім не треба подорожувати на будь-яку відстань, щоб пережити дивні викривлення у своєму сприйнятті часу. Наприклад, в моменти страху смерті мозок виділяє більшу кількість адреналіну, який прискорює ваші внутрішні години, змушуючи сприймати зовнішній світ повільніше.

Інше розповсюджене викривлення виникає, коли ми концентруємо увагу певним чином. Ад'юнкт-професор маркетингу в Університеті Сент-Томаса Аарон Сакетт в інтерв'ю «Gizmodo» зазначив:

«Якщо ви думаєте про те, як час плине в теперішній час, найбільшим фактором, який впливає на ваше сприйняття часу, є увага. Чим більше уваги ви приділяєте плину часу, тим повільніше він іде. Коли ви відволікаєтеся від плину часу – можливо, через щось цікаве, яке відбувається поряд, або через приємні мрії, – ви з більшою ймовірністю втрачаєте рахунок часу, відчуваючи, що він іде швидше, ніж раніше. «Час летить, коли ти розважаєшся», – кажуть вони, але насправді це більше схоже на «час летить, коли ти думаєш про інші речі». Ось чому час так само часто пролітає повз, коли вам не весело, наприклад, коли ви гаряче сперечаєтеся чи боїтеся майбутньої презентації».

Один із загадкових способів, якими люди відчувають викривлення сприйняття часу, – це вживання психоделічних препаратів. В інтерв'ю «The Guardian» Ровеллі так описав свої відчуття:

«Це був надзвичайно сильний досвід, в тому числі й на інтелектуальному рівні. Серед дивних явищ було відчуття зупинки часу. В моїй голові щось відбувалося, але годинник не йшов уперед; плин часу більше не плинув. Це було повне порушення структури реальності».

Схоже, небагато вчених чи професорів вважають час повністю ілюзією. В інтерв'ю «Physics Today» Ровеллі відмітив:

«Те, що ми називаємо часом, – це багата, багатошарова концепція, у неї багато шарів. Деякі часові шари можуть застосовуватися лише в обмеженому масштабі в обмежених областях. Це не робить їх ілюзіями».

Ілюзією є уявлення про те, що час плине з абсолютною швидкістю. Ріка часу може плинути вічно вперед, але вона рухається з різною швидкістю між людьми і навіть усередині нашого розуму.

Стаття вперше була опублікована англійською мовою на порталі Big Think під заголовком «‘Time is elastic’: Why time passes faster atop a mountain than at sea level».