Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret
Tartalomjegyzékhez < Világképem < (Alfapont, Kezdetben...)
Mindennapi életünkben az idő az események látszólag folyamatos sorrendjének érzékelésére utal.
A szubjektív idő, az egyén belső időészlelése eseményekhez, történésekhez kötődik. Az időnként mindegyikünk által tapasztalt „időeltolódás” jelensége meghatározó jelentőségű. Ez az idő sohasem egyformán telik, s tartamérzete függ az életkortól és főként az események személyes jelentőségétől, körülményeitől. Az idő nem látható, érzékszervekkel nem érzékelhető.
Az emberiség történelme során a különböző kultúrákban és korokban bekövetkező jelentős tényleges- és gondolati, világnézeti változásoknak megfelelően az idő mibenlétéről alkotott fogalmak is jelentősen változtak. Ezen felül pedig megfigyelhető, hogy a korok gondolkodói és a mindennapok emberei gyakran eltérő nézeteket vallanak az idő és a haladás tekintetében, melyek egymást kölcsönösen befolyásolták. Meg kell említenünk azt is, hogy a huszadik században a lélekelemzés és lélektudomány fejlődése új elemeket hozott e kérdéskörbe, melyek az évszázadok óta minden tudományágban vitatott kérdést tovább élezik. A kérdés az, hogy az idő a világmindenség alapvető tulajdonsága-e, vagy egyszerűen szellemi megfigyelésünk, azaz érzékelésünk terméke? Bár az e kérdésre adott válaszok ma elégtelennek látszanak az idő fogalmának tisztázására, azok értelmezése és viszonyaik feltárása érdekes válaszokat eredményez.
A modern fizikai időfogalom teljesen elszakadt a hétköznapi tapasztalattól és az erre épített filozófiai gondolkodástól. Fizikailag az időt a megfigyelt rendszer entrópiája növekedéseként értelmezhetjük. Nevezetesen, a rendszer állapotának két egymást követő megfigyelése két eseményt szolgáltat, melyek a múltból a jelenen keresztül a jövőbe való haladást írják le.
Ténylegesen, a történelem folyamán az idő mérési módszereiben bekövetkező változások nagymértékű behatással voltak az emberi gondolat fejlődésére. Az ősi kezdetleges napórák idejétől a modern atomórákig nagy utat tettünk meg. E fejlődés nemcsak az idő mérési pontosságát befolyásolta, hanem az emberek mindennapi életére és mindenekfelett a tudományos-, filozófiai- és vallási gondolkodásra is nagy hatással volt.
Az idő mérésének jelenlegi rendszere a sumér civilizációig nyúlik vissza. E mérési rendszer a jelenlegi, megszokott tízes alap helyett hatvanas alapot használ: 60 másodperc van egy percben, és 60 perc van egy órában, valamint 360 nap (60×6) egy évben (néhánnyal kiegészítve). E számrendszerben a 12 is jelentős szám (2x6): a napnak 12 nappali és 12 éjszakai órája van (régen a napnyugta jelezte a nap végét, a mai 18 óra) és 12 hónap van egy évben.
Érdekességek
Egy másodperc kb. 1,855×1043 Planck-idő hosszúságú.
A világmindenség kb. 4,3×1017 másodpercnyi idős az Ősrobbanás elmélete alapján, ami kb. 8×1060 Planck-időnek felel meg.
Az átlagos emberi élet kb. 3,9×1052 Planck-idő
2006-ban a legrövidebb közvetlenül mért időtartam, az atto-másodperc 10−18 nagyságrendű, ami kb. 1026 Planck-időnek felel meg.
Az idő tehát a változás mérésére szolgáló fogalom, melyről az idők során különböző nézetek alakultak ki:
Az egyik nézet szerint az idő a világmindenség alapvető szerkezetének része, egy kiterjedés, melyben események egymásutáni sorrendben történnek és az idő maga is mérhető. Ez ún. "realista nézet"-et, melyet Sir Isaac Newton is használt, gyakran newtoni idő-nek is nevezik.
Az ezzel ellenkező nézet szerint az idő az emberi szellem alapvető szerkezetének része olyan elvonatkoztatott fogalmakkal együtt mint a "tér", vagy "szám". Immanuel Kant ezen "idealista nézet"-ében az idő az emberek által használt mérési rendszer része, melyet néha kanti idő-nek is neveznek. Gottfried Leibniz szerint, az idő egyfajta mérési eszköz, mellyel mi az események sorrendjét, azok időtartamát és a köztük lévő (időbeli) távolságot állapítjuk meg, valamint a tárgyak mozgását hasonlítjuk össze. Ez elmélet tehát elveti Newton olyan gondolatait, melyek szerint az idő valami ténylegesen mérhető lényeg (szubsztancia) lenne mely "folyik", melyen a tárgyak a múltból a jövőbe "haladnak át", vagy valami, az eseményeket tartalmazó egyfajta "edény" lenne.
Ugyanakkor a fizikában mi az időt a térrel együtt ún. alapmennyiségnek tekintjük, minthogy minden más fizikai fogalmat -- mint sebesség, erő, energia, stb. -- ezek segítségével határozzuk meg. Emiatt tehát az idő fogalmát csupán operációs módon definiálhatjuk, azaz leírjuk az alkalmazott mérési módozatot és a választott mértékegységet. Ezt nevezzük fizikai időnek.
Másrészről pedig, minthogy az idő csupán valami megfigyelt változással együtt értelmezhető (legyen az valamilyen mozgás, vagy bizonyos események feltűnése), az időt általában e megfigyelésekhez viszonyított relatív mennyiségnek tekintjük. Az Ősrobbanás (Big Bang) elmélete óta azonban lehetővé vált az ún. galaktikus időszámítás is, ami világunkban abszolút időnek tekinthető. E tekintetben az időt a világmindenség entrópiájának növekedéseként értelmezhetjük, és bizonyos értelemben alapot adhatunk a newtoni abszolút idő fogalmának..
Itt említjük meg a későbbiekben leírt, a személyesen érzékelt időre utaló un. Bergson-idő-t is.
A filozófia folyamatosan kutatja az idő -- világnézetünket alapjaiban befolyásoló- lényegét. A idő kulcsfontosságú a fizikai-, biológiai- és társadalomtudományokban egyaránt. Az idő alapvető fontosságú paraméter minden mozgás tanulmányozásában legyen az egy dinamikus szociológiai rendszer, gazdaságtudomány vagy akár krono-biológia. A pszichológia az idő emberi érzékelését vizsgálja.
Mindennapjainkban az időt nem annyira fogalmilag fogjuk fel, mint inkább kézzelfogható jelenségekkel társítjuk: Metaforákat alkotunk és azt mondjuk például, hogy az idő 'folyik'. E fogalomtársítás életünkben meglehetősen gyakori jelenség és eredetük gyakran a feledés homályába merültek és egyszerű kifejezéssé degradálódtak. Az idő esetében azonban az általánosan használt 'folyam' metafora Hérakleitosz görög filozófusig vezethető vissza. Hérakleitosz folyója feltartóztathatatlanul egy irányba halad, és csak a munka, szokások és ünnepek pillanatai osztják fel. Ezeken az osztásokon keresztül érzékeljük az események közötti -- érzékszerveinkkel nem tapasztalható, de érzett -- „távolságok”-at, az időviszonyokat
A pillanat tehát az emberi észlelés természetes biológiai működésének megnyilvánulása. E pillanatok értéke nyilvánvalóan nem egyforma, s az egyidejű érzékelők számára is meglehetősen különböző lehet. A pillanatok rögzítése, megőrzése az írás bevezetésétől a fényképezésen át a modern információhordozókon át és a tárgyak szimbolikus jelentésével történik. A személyes értékeken túl, a múlt megőrzésének a társadalomépítés keretében hatalmi, politikai jelentősége van. A múlt mítoszai, legendái és történelme mind a jelenlegi és a jövő aspiráló hatalmának szervező eszközei. Például Heribert Illig kutatásai kimutatják III. Ottó német-római császárnak a múlt ilyen célú alkalmazását.
Az idő érzékelését elzártság, világnézet, vallásos rituálék, szórakozás egyaránt nagymértékben befolyásolja, s megállapíthatjuk, hogy az érzékelt idő személyes, politikai és kulturális jelentőségű, így abszolút, tudományos értelemben nem tekinthető megbízhatónak, inkább csak a hit világába sorolható.
A zsidó hitben - mértani hasonlattal élve - az idő egy félegyenes, mely az isteni teremtés pontjából indul ki, és várhatóan örökké tart. A kereszténység ezt a félegyenest -- egy első -- szakaszra cserélte, amely a Krisztus visszatérése utáni Ítélettel bekövetkező világvégében végződik. E világtörténelmi nézetről Hippói Szent Ágoston az Isten Városa című művében írt. A zsidó, a keresztény és az iszlám hitvilágban Isten örökkévaló, a földi világon túl, az időn kívül, időtlenségben, az öröklétben létezik.
Az idő természete a fizikai tudományokban
A klasszikus mechanika az un. "newtoni idő"-n alapszik. Az időt Newton korától "abszolut"-nak és minden megfigyelőnek egyenletesen "folyó"-nak tekintették egészen addig, amíg Einstein elképzelése újrafogalmazott az idővel és térrel kapcsolatos minden fizikai fogalmat.
Einstein speciális relativitáselméletnek alaptétele a minden megfigyelő számára állandó és véges fénysebesség volt. Kimutatta, hogy ez az alaptétel -- a két esemény egyidejűségének egy elfogadható definiciójával együtt -- megköveteli, hogy a megfigyelőhöz képest mozgásban lévő tárgyakhoz tartozó távolságok megrövidüljenek, és időközök meghosszabbodjanak. Einstein munkájából következik, hogy ha az időt és teret elektromágneses módszerrel (mint két tükör között oda-vissza verődő fénnyel) mérjük, akkor a fénysebesség állandósága miatt a tér és idő egy bizonyos módon matematikailag összebonyolódik (un. Minkowski-tér), ami egy bizonyos 4-vektoros módon Lorentz transzformációt eredményez az összes más leszármaztatott fizikai mennyiséggel (mint energia, mozgásmennyiség, tömeg, erő, stb.).
A klasszikus mechanikában Newton "viszonylagos, látszólagos és közönséges idő" fogalma jól használható a órák szinkronizálására. Két, egymáshoz képest relatív mozgásban lévő megfigyelő által követett események a legtöbb ember tapasztalatának mindennapi jelenségét elég jól leíró matematikai fogalmat képez.
A tizenkilencedik század végén a fizikusok az elektromossággal és mágnesességgel való munkájuk során az idő klasszikus értelmével megmagyarázhatatlan problémákba botlottak. Einstein e problémákat az órák, a maximum jelsebesség, az állandó és véges fénysebesség elméletén alapuló módszerével való szinkronizálásával oldotta meg. Ez elméletből közvetlenül következett, hogy az egymáshoz képest mozgásban lévő megfigyelők részére az idő múlása különböző mértékűnek tűnjön.
A modern fizika a téridő tárgyak körülötti görbületét a tárgy térfogata és tömege jellemzőjének tekinti.
Történelmileg az időt és a teret egymással mindig közeli kapcsolatban tartották, s Einstein speciális- és általános relativitáselméletében e kettő az un. "téridő" fogalmát képezi. Ez elméletek szerint az idő fogalma a megfigyelő(k) térbeli viszonyítási pontjától függ. Az időtartamok emberi érzékelése az órákkal való műszeres mérésekhez hasonlóan a viszonylagos mozgásban lévő megfigyelők számára eltérő. Még az események időbeli sorrendje is megváltozhat, de a múltat és jövőt az előre és hátra vetülő fénykúp határozza meg, melyek soha nem változnak. A múlt tehát azon események halmaza, melyek a megfigyelő számára fényjeleket küldhetnek, míg a jövő eseményei azok, amelyek a megfigyelő küldhet fényjeleket. Minden más együtt képezi a jelent, és ebben az eseményhalmazban az időbeli sorrend a különböző megfigyelők számára eltérő lehet.
Einstein egyszer azt mondta, hogy "Az idő a természet módszere a mindennek egyszerre való történésének megakadályozására." Woody Allen szerint az idő lényegében nem más, mint amit az óra figyel. Az óraként akármilyen aktivitás, vagy változás -- mint a nap mozgása is -- szolgálhat. Einstein kimutatta, hogy a különböző sebességgel mozgó emberek az események időbeli hosszát és a köztük lévő időbeli távolságot, a tárgyak közötti fizikai távolsághoz hasonlóan eltérőnek mérik, bár a különbségek nagyon kicsik, hacsak a köztük lévő sebességkülönbség a fénysebesség közelébe nem esik. A legtöbb atom-részecske a laboratóriumi kísérletekben csak a pillanat törekedéig létezik és viszonylagos nyugalomban, de egyesek, a fényhez közeli sebességgel mozgók (például a müon) mérhetően messzebbre jutnak és tovább tartanak mint azt elvárhatnánk. A speciális relativitáselméletnek megfelelően a nagysebességű részecske saját viszonyítási keretében átlagosan közepes élethossznak nevezett szabványos ideig létezik, s minthogy sebessége zéró, úgy haladási távolsága is zéró. A nyugalomban lévő viszonyítási kerethez viszonyítva ugyanakkor, az idő a részecske számára "lelassulni" látszik. A gyors részecskéhez viszonyítva a távolságok rövidülni tűnnek.
Még ha az időt newtoni értelemben negyedik kiterjedésként értelmezzük is, Einstein munkájából láthatjuk, hogy nagysebességű mozgások esetében az idő- és térbeli méretek eltorzulnak. Ő ezt így fejezte ki: "Egy rendszer 'K' két 'A' és 'B' pontjában történő események egyidejűek, ha az AB távolság 'M' közepéről megfigyelve pontosan ugyanabban a pillanatban tűnnek fel. Az idő tehát 'K'-hez képest nyugalomban lévő, az eseményt egyidejűleg regisztráló hasonló órák jelzésének együttese.". A Relativitás-ban Einstein megemlítette, hogy az egyidejűség maga is relatív, minthogy egy bizonyos viszonyítási keretben egyidejűként megfigyelt két esemény nem szükségszerűen tűnik egyidejűnek egy másik viszonyítási keretben lévő megfigyelő számára.
Megfigyelhetően az időnek iránya van: a múlt rögzítve és változtathatatlanul fekszik mögöttünk, míg a jövő előttünk van, s nem szükségszerűen rögzített. Időtapasztalásunk -- legalábbis makroszkopikus szinten -- nem "időtükrözés invariáns": poharak gyakran leesnek és összetörnek, de még soha nem láttuk, hogy a szilánkok összegyűlnének és a pohár visszaemelkedne az asztalra. Emlékezetünk van a múltról, de nem a jövőről. Érezzük, hogy a múltat nem változtathatjuk meg, de a jövőt befolyásolhatjuk. A kérdés az, hogy miért van ez így?
Természetes megfigyelésünkkel egyezik a világmindenség teljes entrópiája, melyet elméletileg a kozmológiai idő mutatójának tekinthetjük. Ez a "nyíl" az ősrobbanástól irányul a jövő felé. Hasonlóan, a fénysugár is csak egy irányban halad az időben. Részecskefizikában ismert a CPT-szimmetriából és kvantummechanika méréseiből származó un. "gyenge időnyíl".
Az "idő kvanta", kronón az időt nem folyamatosnak tartó elméletek részére javasolt oszthatatlan időrészecske. Caldirola 1980-ban előadott modelljében erre 2×10−23 másodpercet javasolt az idő legkisebb értére, amivel szerinte megválasztható az a kérdés, hogy egy szabadon eső részecske kibocsát sugárzást vagy sem. A jelenlegi fizikai elméletek szerint az idő mérésének határai vannak. A (tP)-vel jelölt Planck-idő e határt jelöli meg. Megjegyzendő, hogy e mennyiség nem az idő részecske-természetére, hanem arra utal, hogy események ennél közelebbi állapotai számunkra megkülönböztethetetlenek. Planck-idő az az időtartam, amennyi egy fénysebességgel haladó fotonnak szükséges, hogy Planck-hossz hosszúságú utat megtegyen. Értéke ~5.4×10−44 másodperc.
Stephen Hawking azon a véleményen volt, hogy az idő az Ősrobbanással kezdődött, s az az előtti történések egy másik időkeret és más világ részei voltak, amivel többek között Mortimer J. Adler sem értett egyet. Hawking az Idő rövid története-ben azután sok más modern fizikussal egyetértésben pontosította véleményét mondván, ha az idő nem az Ősrobbanással kezdődött és más időkeret is létezett korábban, arról semmit nem tudhatunk, és semmi korábbi esemény nem lehet hatással az Ősrobbanás utáni időkeretünkre.
Az Ősrobbanáson túli spekulációs fizika
A
világmindenség tágulásának grafikus ábrázolása
Tudósok közeli egyetértésre jutottak az Ősrobbanást követő első 10−35 másodpercben történtekkel, de általánosan egyetértenek abban, hogy a Planck-idő előtti események egyszerű spekulációk maradnak. A Penrose-Hawking szingularitás-elméletek szerint a kozmikus idő kezdetén egy szingularitásnak kellett léteznie. Kritikusok kimutatták, hogy ezek az elméletek az általános relativitáselméletnek helyességére épülnek, s mivel az csupán a Planck-hőmérséklet eléréséig értelmezett, úgy a kvantumgravitáció helyes értelmezése elkerülheti e szingularitást.
Bizonyos elképzelések szerint lehetséges, hogy a világmindenségnek az elméletileg megfigyelhető határain túl is vannak részei. Ha a tágulás valóság, akkor ez valószínű lehet, mert az exponenciális tágulás nagy régiókat nyomna megfigyelésünk horizontján túlra. Más elképzelések ellenőrizetlen feltételezéseken alapulnak:
A Hartle-Hawking határérték-állapot szerint a téridő egésze véges, az Ősrobbanás az idő határát képviseli a szingularitás szüksége nélkül A Brane-kozmológiai modellek szerint a tágulás a húrelmélet membránjaiban létrejövő mozgás eredménye. Az un. ekpyrotic (görög ~tűzből) modell, a húrelmélet egyik fajtája, melyben az Ősrobbanás a membránok ütközésének eredménye. A ciklikus modell szerint az ekpyrotic modell periodikus. A kaotikus tágulás elmélete szerint a kvantum-gravitációs-habban az ősrobbanás helyenként és időnként történik (), s mindegyik eredménye egy világmindenség-buborék, a saját bing-bangjából való kiterjeszkedéssel. Ez utóbbi két elmélet az Ősrobbanást nem valóságos kezdetként, hanem egy sokkal nagyobb és régibb univerzum (vagy univerzumok) részeként kezelik.
Az Ősrobbanás filozófiai és vallásos értelmezései
Az Ősrobbanás egy tudományos elmélet, s mint olyan, megfigyelésekkel való egyezése fogja megtartani, vagy elvetni azt. Viszont, minthogy ez elmélet a valóság eredetével foglalkozik, mindig is összebonyolódott az eredet teológiai és filozófiai vonatkozásaival. Az 1920-30-as években csaknem minden kozmológus a világmindenséget öröknek tekintette, és jó néhányan panaszkodtak, hogy az Ősrobbanás vallásos elemeket hoz a fizikába. Ezeknek az ellenérzések egyik fő tüzelője az a tény volt, hogy az Ősrobbanás eredeti elgondolója, Georges Lemaître, egy római katolikus pap volt, így idővel kifejlődött az un. állandó állapot elmélet(1948), mely szerint a világmindenség tágulásával folyamatosan "teremtődik" új anyag, hogy az un. tökéletes kozmológiai elv sértetlen maradjon. (Ez elmélet kezdeti nagy támogatottságát a 20.század közepére a kozmikus mikróhullámú háttérsugárzás felfedezésével csaknem teljesen elvesztette.)
Az
Ősrobbanás elmélete szerint a világmindenség
egy végtelenül sűrű és forró állapotból (szingularitás) jelent meg.
A tér maga azóta is tágul a galaxisokkal együtt.
Georges Lemaître mindig is hangoztatta, hogy az Ősrobbanás a fizikának egy tudományos elmélete, s nincsen semmi vallásos vonatkozása. Ugyanakkor írás- és beszédmodora elkerülhetetlenül olajjal próbálta oltani a tüzet: Kifejezései, mint "tegnap nélküli nap" egyértelműen a Biblia teremtéstörténetére emlékeztette a gyanakvókat. Ugyanakkor George Gamow minden bűntudat nélkül "isteni teremtés-görbék"-nek nevezte az Ősrobbanás állapotát leíró munkáit, s A világmindenség teremtése című könyvének egy példányát a pápának is elküldte. A köznép túlnyomó többsége számára az Ősrobbanás elmélete mind a mai napig csak aszerint tűnik elfogadhatónak, hogy az vallási meggyőződésüknek és filozófiai világnézetüknek milyen mértékben felel meg.
Az Ősrobbanás-elmélet néhány értelmezése a tudomány határain túl megy, és megpróbálja a Ősrobbanás okát (ld. az Első Ok) is megmagyarázni. E nézeteket némely természeti filozófus 'modern teremtés mítosz'-oknak nevezte. Míg sokan az Ősrobbanás-elméletet a Biblia teremtéstörténetével összeegyeztethetetlennek tartják, addig mások, mint például az Ó-Föld teremtést valló csillagász, Hugh Ross szerint az Ősrobbanás elmélete támogatja a ex nihilo (latin, ~semmiből) teremtés gondolatát.
Számos keresztény és zsidó forrás fogadta el az Ősrobbanást mint a világmindenség eredetének egy lehetséges leírását, és értelmezésükben helyet hagytak a filozófiai első ok részére. XII. Pius pápa az elmélet lelkes híve volt még mielőtt az tudományos értékelést kapott volna, s ennek következményeként a római katolikus egyház élenjáró támogatója az ex nihilo teremtés gondolatának is. A rabbinikus zsidóság minden ágazata osztja ezt a nézetet, s némely csoportok a kabalával is összeegyeztethetőnek tartják.
Tartalomjegyzékhez < Világképem < (Alfapont, Kezdetben...)
--------------------------
http://hu.wikipedia.org/wiki/Id%C5%91