Tiede

Aika käyttäytyy aivan eri tavalla kuin luulisi, kertoo italialainen kvanttifyysikko

”Olemmeko olemassa ajassa vai onko aika olemassa meissä?” kysyy Carlo Rovelli.

Jos et halua muuttaa totunnaisia käsityksiäsi, älä lue tätä.

Aika käyttäytyy aivan eri tavalla kuin luulet, sanoo italialainen fyysikko Carlo Rovelli.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Rovelli valotti pari vuotta sitten modernin fysiikan keskeisiä teorioita nautittavan ymmärrettävästi ohuessa menestyskirjassa Seitsemän luentoa fysiikasta.

Nyt hän paloittelee kaunopuheisesti ajan. Käsittelyn jälkeen siitä ei ole paljoa kuuseen ripustettavaa.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Ensinnäkään aika ei ole kaikkialla sama. Se kuluu vuoristossa nopeammin kuin merenpinnan tasalla. Ero on pieni, mutta se voidaan mitata. Jopa lattialla oleva kello käy hivenen hitaammin kuin pöydällä oleva.

Kahdesta kaveruksesta toinen muuttaa vuorille ja toinen elää alangolla. Kun he vuosia myöhemmin tapaavat, alempana asunut on vanhentunut vähemmän. Hänen käkikellonsa on kukahtanut harvemmin.

Albert Einstein keksi tämän jo ennen kuin oli riittävän tarkkoja kelloja ilmiön mittaamiseen. Suuri massa taivuttaa aika-avaruutta kuopalle ja hidastaa ajan kulumista.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Liikekin hidastaa aikaa. Lentokoneessa matkustava kello jätättää verrattuna maassa paikoillaan pysyvään kelloon.

Sekin on nyt mitattu tosiasia, mutta Einstein päätteli sen aikoinaan James Maxwellin yhtälöistä. Ne sisältävät muuttujan t, joka on aika. Sähköä ja magnetismia kuvaavat yhtälöt toimivat muuten hyvin, mutta liikkeellä ollessa ne eivät vastaa mitattuja havaintoja – jollei t:tä korvata liikkeellä olijan omalla ajalla t’.

Mitään kaikille yhteistä tasaista ajan virtaa ei siis ole. On loputon määrä erilaisia aikoja.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

”Ominaisaika ei riipu vain siitä, missä olet ja miten lähellä painavia kohteita, vaan myös nopeudesta jolla liikut”, Rovelli summaa. Ja tämä on vasta alkua.

Universumille on mahdoton määrittää edes yhteistä nykyhetkeä. Kirjailija ottaa esimerkin. Sisaresi on muuttanut lähimmälle eksoplaneetalle Proxima b:hen neljän valovuoden päähän. Mitä hän nyt tekee Proxima b:ssä? Soitetaan sinne ja kysytään – tai katsotaan kaukoputkella.


Vaan valon matkapa Proxima b:stä tänne kestää neljä vuotta. Kun katsomme kaukoputkella sisartasi, näemme mitä hän teki neljä vuotta sitten. On mahdotonta tietää, mitä planeetalla tapahtuu nyt. Sama pätee, kun soitamme New Yorkiin, vaikka viive onkin lyhyempi.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Niin tai näin, aika kulkee mielestämme vääjäämättä eteenpäin: menneestä nykyhetken kautta tulevaan eikä koskaan toiseen suuntaan. Lasi hajoaa palasiksi, mutta palaset eivät keräännyt lasiksi.

Siksi voi yllättää, että yksi ainoa fysiikan peruslaki tekee eron menneisyyden ja tulevaisuuden välille. Kaikki muut sallivat tapahtumien etenemisen kumpaankin suuntaan.

Tämä yksi laki on termodynamiikan toinen sääntö. Sen mukaan lämpö siirtyy aina korkeammasta lämpötilasta matalampaan, ei koskaan toiseen suuntaan.

Rovelli huomauttaa, että jokaisessa universumin tapahtumasarjassa, joka näyttää järjettömältä takaperin esitettynä, on mukana jotakin joka lämpenee. Kun vierivä pallo pysähtyy, se johtuu kitkasta, jossa syntyy lämpöä. Sama ei voi tapahtua takaperin: pallo ei lähde tasaisella alustalla liikkeelle itsekseen.

Lämpö on molekyylien liikettä. Törmäilevät molekyylit laittavat liikkeelle uusia molekyylejä. Samalla niiden entinen järjestys sekoittuu. Epäjärjestys eli entropia maailmassa kasvaa.

Mutta kun katsomme riittävän tarkasti tai laajasti, erot järjestyksen ja epäjärjestyksen välillä katoavat. Meille merkityksellinen järjestys muuttuu suuren kokonaisuuden kannalta yhdentekeväksi.

Viimeistään Rovellin tutkima kvanttigravitaatio kaataa ajan tukirakenteen kokonaan.

”Se pomppii, aaltoilee, aineellistuu vain vuorovaikutuksissa, eikä sitä löydy tietyn minimimittakaavan alapuolelta... Mitä on siis jäljellä ajasta kaiken tämän jälkeen?”

 

Aika on myös kärsimystä.

Rovelli asettuu kannattamaan Aristoteleen ajatusta, että aika on muutoksen mitta. Jos mikään ei muutu, aikaa ei ole.

Tiede on onnistunut tekemään päteviä havaintoja maailmasta vain silloin, kun olemme kiinnittäneet huomiomme muutokseen.

Terävimmätkin aivot on tuomittu epäonnistumaan, kun yritämme kuvata maailmaa sellaisena kuin se on. Syy on paljolti siinä, että universumissa ei ole mitään pysyvää.

”Maailma ei ole kappaleiden kokoelma. Se on tapahtumien kokoelma.”

Jopa kappaleen perikuvaksi mieltyvä kivenmurikka on vain ohimenevä vaihe tapahtumien sarjassa, jossa se muodostuu jälleen hajoaa.

Maailman perusteoria täytyy Rovellin mielestä silti rakentaa ilman aikamuuttujaa.

Kvanttigravitaation perusyhtälöt on jo muotoiltu näin. Vuonna 1967 kvanttigravitaatiota kuvaava yhtälö kirjoitettiin ensi kerran ilman aikaa, siis ilman t-kirjainta. Teoria ei kerro, miten asiat kehittyvät ajan mittaan. Se kertoo, miten asiat muuttuvat suhteessa toisiinsa.

Se toimii.

Rovelli ei kerro kirjassaan vain fysiikan havainnoista. Ääneen pääsevät myös runoilijat.

Aika on erottamaton osa ihmisen kokemusta. Se on sisäänrakennettu tietoisuuteemme. Tapahtumat jättävät jälkiä ympärillemme ja ennen kaikkea muistiimme. Mielemme kertoo meille lakkaamatta tarinaa siitä, mitä on tapahtunut ennen, ja ennakoi, mitä on tulossa seuraavaksi.


”Ehkä aika on meille juuri ajan tunne”, Rovelli kirjoittaa.

Aika on myös kärsimystä.

”Se on kärsimystä, koska meidän täytyy menettää, mitä meillä on ja mihin olemme liittyneet. Koska kaiken, mikä alkaa täytyy päättyä. Mikä saa meidät kärsimään, ei ole menneisyydessä eikä tulevaisuudessa, se on tässä, muistissamme, odotuksissamme.”

Ajan luonne. Carlo Rovelli, suom. Hannu Karttunen. Ursa 2018. 238 s.

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Tutkijat selvittivät, kuinka ihmiset yrittävät selviytyä rasittavista tehtävistä: Neljä keinoa nousi ylitse muiden, yhdestä oli pelkästään haittaa

    2. 2

      Netflixin uutuusdokumentti paljastaa ruman totuuden Fyre-festivaalista, yhdestä 2010-luvun suurimmasta huijauksesta – ihmiset uskoivat loppuun asti silkkaan valheeseen

    3. 3

      ”Sain oluet päälleni ja kävelin kello kahdelta pakkasessa kotiin” – Jasmin Vahtera, 20, kokeili nuoruutta ja se teki selväksi, että hänen paikkansa on kolmen lapsen äitinä

      Tilaajille
    4. 4

      Malmilaiseen keittiöön on etsitty vuoden ajan kokkia tuloksetta – Maahanmuutto voisi ratkaista Suomen ongelmia, mutta tiellä on kaksi estettä

      Tilaajille
    5. 5

      Autoja hyytynyt pakkaseen kolminkertainen määrä tavalliseen päivään verrattuna – Autoliitto: Muista tärkeät toimenpiteet ennen käynnistystä

    6. 6

      ”Yritän olla miettimättä Konstantinin tulevaisuutta” – Vaikka joku maksaisikin huippukalliit lääkkeet, niistä ei olisi apua mikkeliläiselle pikkupojalle

      Tilaajille
    7. 7

      Seksuaalirikoksissa ei ole kyse kulttuurista tai etnisyydestä – Niiden takana on syvään juurtunut ajatus siitä, että miehet ovat naisia arvokkaampia

    8. 8

      Hiihtolupaus Eveliina Piippo esiintyy Tuntemattomassa sotilaassa ja edustaa uudenlaista urheilijatyyppiä – ”Suurentunut elämännälkä selittyy ikuisuusprojektilla nimeltään kallon kehitys”

    9. 9

      Rinteen tuuraajaksi nousi monikärkiohjus, joka saattaa tulevaisuudessa haastaa puheenjohtajan

    10. 10

      Vältä tätä yleistä toimintatapaa sängyssä – sen lopettaminen voi johtaa parempaan seksiin kuin aikoihin

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Vältä tätä yleistä toimintatapaa sängyssä – sen lopettaminen voi johtaa parempaan seksiin kuin aikoihin

    2. 2

      Autoja hyytynyt pakkaseen kolminkertainen määrä tavalliseen päivään verrattuna – Autoliitto: Muista tärkeät toimenpiteet ennen käynnistystä

    3. 3

      Viisi vuotta sitten Kaisa kirjoitti kirjeen, sitten hän yritti tappaa itsensä – Nyt hän kertoo, mikä lopetti loputtomalta tuntuneen pimeyden ja miten muutkin voisivat ehkä selvitä

    4. 4

      Netflixin uutuusdokumentti paljastaa ruman totuuden Fyre-festivaalista, yhdestä 2010-luvun suurimmasta huijauksesta – ihmiset uskoivat loppuun asti silkkaan valheeseen

    5. 5

      Näistä povataan tämän vuoden hittidieettejä – toisessa keho polttaa täysillä rasvaa ja paino putoaa nopeasti, mutta ruokavalio voi myös vahingoittaa suolistoa

      Tilaajille
    6. 6

      Suosittu taiwanilainen ”bikini­kiipeilijä” Gigi Wu kuoli paleltumiseen pudottuaan ensin vuorelta

    7. 7

      Tutkijat selvittivät, kuinka ihmiset yrittävät selviytyä rasittavista tehtävistä: Neljä keinoa nousi ylitse muiden, yhdestä oli pelkästään haittaa

    8. 8

      Nykytila ei ole normaali – Raha tulee kallistumaan ainakin hetkittäin, ja nämä asiat on syytä tietää ennen suurta asunto­lainaa

      Tilaajille
    9. 9

      50-vuotias nainen löytyi surmattuna Kirkkonummella – Epäiltynä pari päivää ennen tapahtunutta naapuriin muuttanut mies

    10. 10

      Äiti ja eno sitoivat ilmastointi­teipillä 5-vuotiaan raajat ja suun, selittivät leikiksi – Oikeus tuomitsi pahoinpitelystä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Nämä sanat kannattaisi sanoa monelle vanhemmalle, vaikka minut ne saivatkin itkemään

    2. 2

      Pilapiirtäjä Ville Ranta teki piirroksen Oulun seksuaali­rikoksista ja sohaisi muurahais­pesään – Facebook jäädytti tilin, mutta se ei Rantaa hetkauta, sillä hän ei ole ensi kertaa asialla

    3. 3

      Keskellä Helsinkiä on talo, jonka lattian alta paljastui aikakapseli täynnä 300 vuoden takaista elämää

    4. 4

      Autoista tuli niin hyviä, että kuljettajien ajotaidot romahtivat – tämä perusasia unohtuu monelta ja talvella sen kuulee lähes joka risteyksessä

    5. 5

      Näin meidät huijattiin juomaan vaikka ei ole jano – liika juominen on vaarallista urheilussa, ja muillekin se on turhaa

      Tilaajille
    6. 6

      Tältä näyttää Redi arkisena aamu­päivänä – Yrittäjät kertovat, miltä kauppa­keskuksen tilanne vaikuttaa nyt

    7. 7

      Ruokavalioista tuli niin tiukkoja, että ihmiset alkoivat syödä väärin – nyt nousee yksinkertainen dieetti, jonka asiantuntija soisi syrjäyttävän kaikki muut

      Tilaajille
    8. 8

      Nainen synnytti bussipysäkillä Helsingin Käpylässä – ”Mies sanoi rauhallisesti, että nyt alkoi synnytys”

    9. 9

      Hän hyökkää, haukkuu ja saa ilonsa toisen nujertamisesta – Sadistisen persoonallisuus­häiriön piirteitä ilmenee aivan tavallisilla ihmisillä, ja tällainen se on

      Tilaajille
    10. 10

      Vältä tätä yleistä toimintatapaa sängyssä – sen lopettaminen voi johtaa parempaan seksiin kuin aikoihin

    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. Meksikon räjähdysmäisen palon kuolonuhrien määrä nousi 96:een
    3. 2 tuntia sitten
    4. Näitä asioita Helsinki lähtee lobbaamaan hallitusohjelmaan eduskuntavaalien jälkeen: tukea raidehankkeisiin, enemmän valtaa kaupungeille ja lisää kohtuuhintaisia asuntoja
    5. Suursijoittaja George Soros on netin sala­liitto­teorioiden pää­piru, joka saa jotkut suomalaisetkin sekaisin – Näin hyvän­tekijästä tuli populistien vihan symboli Tilaajille
    6. ”Yritän olla miettimättä Konstantinin tulevaisuutta” – Vaikka joku maksaisikin huippukalliit lääkkeet, niistä ei olisi apua mikkeliläiselle pikkupojalle Tilaajille
    7. Malmilaiseen keittiöön on etsitty vuoden ajan kokkia tuloksetta – Maahanmuutto voisi ratkaista Suomen ongelmia, mutta tiellä on kaksi estettä Tilaajille
    8. Espoon Karhusaareen suunnitellaan lasten teema­puistoa, jossa kävisi enemmän ihmisiä kuin Espoon museoissa yhteensä – tämä sai alueen mylläystä vastustavat keräämään nimiä
    9. Hiihtolupaus Eveliina Piippo esiintyy Tuntemattomassa sotilaassa ja edustaa uudenlaista urheilijatyyppiä – ”Suurentunut elämännälkä selittyy ikuisuusprojektilla nimeltään kallon kehitys”
    10. ”Sain oluet päälleni ja kävelin kello kahdelta pakkasessa kotiin” – Jasmin Vahtera, 20, kokeili nuoruutta ja se teki selväksi, että hänen paikkansa on kolmen lapsen äitinä Tilaajille
    11. Timo Hintsanen, 60, johtaa kaupunki­suunnittelua Turussa – Kaupunki­tilan merkitys on nykyään tajuttu aivan uudella tavalla, hän sanoo