Fysiker vill avskaffa tiden

Det ligger ett krossat ägg på golvet. Plötsligt börjar gulan, vitan och skalet samlas ihop. Gulan återfår sin runda form, vitan samlas runt den och skalbitarna virvlar på plats.

Det låter helt knäppt. Alla vet ju att ägg kan gå sönder, men de kan inte bli hela igen.

Anledningen till det är att tiden bara går i en riktning, framåt. Men måste den alltid göra det?

Inte nödvändigtvis, hävdar fysikern Carlo Rovelli.

Om vi studerar universums grundläggande beståndsdelar och naturlagarna letar vi förgäves efter tiden. För de allra minsta partiklarna kan framlänges och baklänges gå på ett ut.

Det innebär att ett ägg faktiskt kan bli helt igen.

Framtiden är mer sannolik

I dag försöker teoretiska fysiker närma sig tiden på otraditionella sätt.

Trots att tidens gång är uppenbar för oss alla, är fysiker som italienaren Carlo Rovelli övertygade om att tiden i grund och botten är en illusion.

Rovelli är bara den senaste i en lång rad av forskare som har försökt få bättre grepp om tiden. En av de mest betydelsefulla var den österrikiske fysikern Ludwig Boltzmann.

År 1877 förde han oss en bit närmare en förklaring av vad som skiljer dåtid, nutid och framtid, när han kom fram till en formel för entropi, ett uttryck för graden av oordning.

Det faktum att vi alltid rör oss från dåtid mot framtid, till exempel från ett helt till ett krossat ägg och inte det omvända, beror på att entropin alltid ökar.

Det gör den för att det finns ofantligt många fler sätt på vilka äggets molekyler kan vara fördelade när det har gått sönder än när molekylerna sitter ihop i ett helt ägg.

Det är alltså betydligt mer sannolikt att äggets beståndsdelar befinner sig i någon form av krossat tillstånd än som ett helt ägg.

Efter hand som tiden går är det logiskt att händelser sker i en ordning där det osannolika, det faktum att ägget är helt, följs av det mer sannolika, att ägget är krossat.

Rent teoretiskt är det inte omöjligt att ägget blir helt igen och svävar upp på bordet. Det är bara extremt osannolikt.

Boltzmanns teori om entropin anger inte vad tiden egentligen är för sorts storhet, bara vilken riktning den tycks ha.

Den förutsätter för övrigt att universum började med en extrem ordning och att det med årmiljarderna kommer att bli alltmer oordnat.

Teorin har dessutom en viktig begränsning: Den fungerar bara för objekt som består av många elementarpartiklar.

Om forskarna i stället ser på elementarpartiklarna var för sig, uppvisar tiden ingen riktningspreferens. Den kan lika gärna gå åt båda hållen.

Einstein utplånade nuet

Boltzmanns entropi ger oss ingen grundläggande förklaring av tiden. En sådan skulle kräva en teori som inte bara rymmer vår uppfattning av tidens gång och riktning, utan även tiden som en fjärde dimension.

År 1905 slöt sig fysikern Albert Einstein till att tiden inte går lika fort överallt i universum.

Med sin speciella relativitetsteori visade Einstein att tidens gång påverkas av hastigheter och att två ur därför kommer ur takt när det ena rör sig fortare än det andra.

Tiden är en extra dimension genom vilken alla inte rör sig lika fort.

År 1915 kom Einstein fram till att det inte bara är hastighetsskillnader som får klockor att komma ur takt. Med sin allmänna relativitetsteori kopplade han samman tiden och rummet och förklarade gravitationen som en krökning av rumtiden.

All materia i universum påverkar både rummet och tiden i sin närhet, så ju närmare du befinner dig en tung himlakropp, desto långsammare går tiden.

När tiden är flexibel kan vi inte längre enas om ett enda nu, och vi har ingen gemensam förståelse av vad som är dåtid och framtid.

Teorin stämmer dåligt överens med vår intuition, men den har bekräftats genom otaliga experiment.

Ny teori klarar sig utan tiden

Konsekvensen av Einsteins teori är att tiden inte är linjär, utan relativ och flexibel. Carlo Rovelli tar saken ett steg vidare. Han arbetar nämligen med en teori som kombinerar Einsteins relativitetsteori med kvantmekaniken på ett sätt där tiden inte ens ingår.

I kvantmekaniken har naturen en tendens att vara uppdelad i små, avgränsade delar. Rovelli är övertygad om att det även gäller rummet.

Enligt teorin slingkvantgravitation består rummet av ytterst små öglor, var och en 10⁻³⁵ meter, som är sammanvävda i ett extremt finkornigt nätverk. Enligt denna teori existerar någonting mindre än så helt enkelt inte.

I Rovellis teori är varken tiden eller rummet några grundläggande storheter, utan något som uppstår till följd av förhållanden mellan de små öglorna. Varken dåtid eller framtid existerar, bara fysiska storheter som utvecklas i förhållande till varandra.

Tiden existerar egentligen inte. I stället finns händelser, ungefär som när den grekiske filosofen Aristoteles tänkte att tiden bara existerar som ett mål för förändringar, för om ingenting hände skulle tiden inte heller fortsätta.

Det faktum att vi ändå uppfattar tidens gång som fast och har en klar bild av dess riktning beror enligt Rovelli på vårt begränsade perspektiv och våra bristande kunskaper om universums många beståndsdelar.

Vi relaterar bara till en liten del av världen, så vi behöver inte bekymra oss om relativitetsteorins flexibla tid och vi ser inte det mikroskopiska nätverket av händelser i kvantmekanikens underliggande verklighet.

Om vi kände till sambanden mellan alla händelser i universum skulle vi lyftas över tiden, men i den grovkorniga, makroskopiska världen verkar det som om tiden går framåt, trots att den inte ens existerar i de fysikaliska lagar som beskriver universum på det mest grundläggande planet.

Alla är inte överens med Rovelli. Fysikern Lee Smolin lutar exempelvis mer åt att just tiden är den mest grundläggande storheten. Övriga universum, däribland rymden och alla de fysikaliska lagarna, härrör ur tiden.

Smolin tvekar inte att kalla frågan om tidens natur för den viktigaste inom ämnesområdet teoretisk fysik, och trots att fysikerna inte är ense om vad tiden är, har de inte grävt ner sig i skyttegravar.

I stället utväxlar de idéer i sin gemensamma strävan att skapa en allomfattande fysikalisk teori som även förklarar tiden.

De är överens om att en bättre förståelse av tiden är avgörande för att vi ska kunna komma fram till en teori om allting. Om universum har ett inneboende urverk eller ej får tiden utvisa.