Mielipiteet

Onko aikaa oikeasti olemassa?

Heikki Luoma pohtii kolumnissaan (FL 9.6) ajan hämärää olemusta. Se onkin vekkuli juttu ja sitä pohtivat jo antiikin filosofit.

Aika on ainoastaan muutoksen mitta, sanoi Aristoteles. Aika kuluu vaikka mikään ei muuttuisi, sanoi Newton. Kumpi on oikeassa? Todistaako havainnot, että aika kuluu? Miten sitä mitataan? Lämpötilaa voidaan mitata vaikkapa kuumemittarilla, ilmanpainetta ilmapuntarilla ja pituutta metrin mitalla, mutta kuinka mitataan aikaa; tapahtumien välistä kestoa? Sitä ei mitata suoraan kuten muita suureita vaan vertaamalla sitä toisiin (esimerkiksi kellon) tapahtumiin. Jos mitään tapahtumia ei ole, kuluuko aika?

Isaac Newton keksi absoluuttisen avaruuden ja ajan. Tämän opimme koulussa, mutta onko aika vain ajattelun fiktiivinen apuneuvo kuten esimerkiksi luvut, jotka fiktionalistien mukaan ovat olemassa vain mielessämme.

Science fictionissa neliulotteinen aika-avaruus ymmärretään niin, että myös aikaulottuvuudessa on mahdollista liikkua. Useimmiten ajatellaan kuitenkin, että aika-avaruudesta on kullakin hetkellä olemassa vain yksi viipale eli nykyhetki; että kaikki tapahtuu nykyhetkessä. Mutta mikä on nykyhetki?

Avaruuden eri pisteillä ei ole yhteistä nykyhetkeä. Koska informaatio etenee maksimissaan valon nopeudella, menneisyydestä nykyhetken kautta tulevaisuuteen rajautuu kunkin avaruuden pisteen ympärille ajan virrasta tiimalasin muotoinen valokartioksi kutsuttu alue, jonka ulkopuolisen avaruuden kanssa pisteellä ei ole vuorovaikutusta; eikä siten myöskään yhteistä nykyhetkeä.

Albert Einsteinin suhteellisuusteorian ennustamien painovoima-aaltojen arvellaan voivat keinuttaa aika-avaruutta niin, että valokartiot voivat muodostaa hetkellisesti ajan virtaan sulkeutuvia “pyörteitä”, jolloin tulevaisuus voisi vaikuttaa myös menneisyyteen?

Vielä villimmäksi asia muuttuu kvanttimekaniikassa, jossa ei ole aikamuuttujaa ollenkaan. Newton vain vakuutti meidät siitä, että aikamuuttuja oli välttämätön, sanoo Carlo Rovelli kirjassaan “Ajan Luonne”. Hän tutkii kvanttigravitaatiota, jossa alkeishiukkaset ja painovoimakenttä muodostuvat samalla tasolla ilman aikamuuttujaa.

Suuressa mittakaavassa tämä ‘spinvaahdoksi’ kutsuttu kudelma vastaa Einstein aika-avaruutta, jolla hän korvasi Newtonin absoluuttisen avaruuden ja ajan. Pienessä mittakaavassa se kuvaa todennäköisyyksiin perustuvaa kvanttimaailmaa.

Kvanttitason peruskieliopissa ei ole avaruutta ja aikaa, on vain prosesseja, jotka muuttavat fysikaalisia prosesseja toisikseen. Einsteinin yhtälöiden kuvaama makrotason aika-avaruus on kvanttimaailman likiarvo. Aikamuuttujan korvaa ilmeisesti jollakin tavalla entropia, jolla on vain yksi suunta.

Näin arkijärjellä ajatellen tämä ajaton olemassaolo muistuttaa vähän samalta kuin Kantin transsendentaalisuus. Mielestäni se, että aika muuttuja puuttuu kvanttiteoriasta, johtuu vain siitä, että malli on laadittu ilman aikamuuttujaa. Malli ja maailma eivät ole sama asia.

Wahren-Opiston ohjelmassa näköjään on ilmainen luento kirjaston Brander-salisa 6.11 klo 14-16 otsikolla: Mitä on aika? Luennoitsijana on fysiikan emeritusprofessori Jukka Maalampi, Jyväskylän yliopistosta. Joten jään mielenkiinnolla odottamaan valaistumista.

Uusimmat