חיי אדם קשורים קשר בלתי נפרד עם הזמן. אנו רגילים למדוד את מהלך התהליכים באמצעותו - וזה הכרחי גם להישרדותנו. אך האם תופעה זו היא קניין בסיסי של המציאות, או שמא הזמן עולה?
במשך עשרות שנים הפיסיקה התיאורטית ניסתה לשלב מכניקה קוונטית ויחסיות כללית לתיאוריה אחת של כוח הכבידה הקוונטי. אבל אחד המכשולים העיקריים הוא בעיית הזמן כביכול.
במכניקת הקוונטים הזמן הוא אוניברסלי ומוחלט: מהלך קבוע שלו מכתיב הסתבכות בין חלקיקים. יחד עם זאת, בתורת היחסות הכללית - תורת הכבידה של אלברט איינשטיין - הזמן הוא יחסי ודינאמי, זהו ממד השזור באופן בלתי נפרד ממדים מרחביים, ובכך יוצר מארג ארבע -ממדי של מרחב -זמן. רקמה זו מתכופפת כאשר יש עליה חומר, שבגללה כל מה שיש סביבה - אם יש לה מסה גדולה יותר - מתחיל ליפול לכיוונה, ומאט את חלוף הזמן ביחס לשעונים במרחק. ניתן להשיג את אותה אפקט על ידי כניסה לטיל ולהאיץ בעזרת דלק: עבורך הזמן יואט, לא תזדקן מהר כמו החברים והמשפחה שלך על פני כדור הארץ.
איחוד מכניקת הקוונטים ותורת היחסות הכללית מחייבת ליישב את ההבנה המוחלטת והיחסית של הזמן. בהדרגה נראה כי המחקר בתחום הפיזיקה התיאורטית מביא את המדענים לנקודה של איחוד, כמו גם הבנה של טבעו האמיתי של הזמן.
פיזיקאים מובילים רבים כיום נוטים להאמין שמרחב-זמן וכבידה הם תופעות שעולות. זמן החלל המתעגל והמתעקל והחומר בו דומים להולוגרמה הבוקעת מרשת קוויביטים סבוכים (פיסות מידע קוונטיות), כמו סביבה תלת ממדית במשחק וידאו המתוכנת בצורה של סיביות קלאסיות על גבי שבב סיליקון. הפיזיקאי התיאורטי מארק ואן ראמסדונק מאוניברסיטת קולומביה הבריטית אמר: "אני חושב שעכשיו אנו מבינים שזמן החלל הוא בעצם ייצוג גיאומטרי של המבנה המורכב של מערכות קוונטיות בסיסיות אלה."
חוקרים פיתחו מנגנון מתמטי שבעזרתו הראו כיצד הולוגרמה מופיעה ביקומים "צעצועים" עם הגיאומטריה של מרחב-זמן בצורה של "עין דגים"-במרחב אנטי דה סיטר. בעולמות המעוותים האלה, מרווחים מרחביים מתכווצים יותר ויותר ככל שהם נעים מהמרכז. בסופו של דבר, הממד המרחבי המשתרע מהמרכז מתכווץ אל האין, ומגיע לגבולו. בעל מגבלה זו, המכילה ממד אחד פחות מרחבי מאשר זמן חלל פנימי, או "בתפזורת", מסייעת בחישוב על ידי מתן בסיס איתן לדגמן qubits סבוכים המקרינים הולוגרמה בתוך יקום כזה. בתוך הקורה, על פי מודלים וחישובים, הזמן מתחיל להתכופף חזק יחד עם החלל.
מצבי הקוביטים מתפתחים בהתאם לזמן האוניברסאלי, כאילו מבצעים רצפים בקוד מחשב, תוך הפקת זמן רלטיביסטי מעוקל בתוך חלק גדול מהמרחב האנטי-סיטר. אך היחיד - ביקום שלנו, הכל לא עובד בדיוק כך.
כאן, למרקם של חלל הזמן יש גיאומטריה של דה סיטר, הנמתחת כשאתה מביט למרחקים. הרקמה נמתחת עד שהיקום יגיע לגבול השונה מאוד מזה שבמרחב אנטי דה סיטר - וזה יהיה סוף הזמן. באותו רגע, במהלך אירוע המכונה מוות החום של היקום, זמן החלל ימתח עד כדי כך שכל דבר בו יאבד קשר סיבתי זה עם זה. אנו יכולים לומר שאז הזמן יתמוטט. ברגע שזה יקרה, שום דבר לא יקרה ביקום.
בקצה הנצחי של הבועה בזמן-החלל שלנו, ההסתבכות המקשרת בין קוויביט (ומצפין את פנים הדינמי של היקום) יישארו ללא פגע, כיוון שקשרים קוונטיים אלה אינם דורשים איתות. אך במקרה זה, מצבם של הקוביטים חייב להיות סטטי ונצחי. קו ההיגיון הזה מציע כי איכשהו - בדיוק כפי שקוויביטים בקצה המרחב האנטי -סיטר מייצרים אזור פנימי עם ממד מרחבי נוסף - קוויביט בקצה הנצחי של מרחב דה סיטר יכול לייצר יקום לאורך זמן, בפרט עם אחד דינמי. מדענים עדיין לא הבינו כיצד לבצע את החישובים הללו במרחב דה סיטר - עדיין אין הבנה ברורה של מקור הזמן.
בשנות השמונים גילו הפיסיקאים דון פייג 'וויליאם ווטרס רמז. פייג ', כיום באוניברסיטת אלברטוס, ווטרס, שעבדו בוויליאמס קולג' עד 2017, גילו כי מערכת סבוכה סטטית גלובלית יכולה להכיל בתוכה תת -מערכת המתפתחת, מבחינת הצופה, בתוכה. מערכת כזו, המכונה "מדינה היסטורית", מורכבת מתת -מערכת המסתבכת במה שניתן לכנות שעון. מצבה של תת המערכת שונה בהתאם לשאלה האם השעון נמצא במצב בו שעון השעה מצביע על אחת, שתיים, שלוש וכן הלאה. עם זאת, המצב הכללי של המערכת עם השעון אינו משתנה, מכיוון שאין זמן ככזה. זהו מצב ללא שינוי. במילים אחרות, במובן הגלובלי, הזמן אינו קיים, אך מושג זמן יעיל עבורו עולה בתת המערכת.
בשנת 2013, צוות חוקרים מאיטליה הוכיח ניסוי תופעה זו. בסיכום עבודתם דיווחו המדענים: "אנו מראים כיצד ניתן לראות את המצב הסבוך הסטטי של שני פוטונים כמתפתח מנקודת מבט של צופה שמשתמש באחד משני הפוטונים כשעון להערכת ההתפתחות הטמפורלית של פוטון אחר.. עם זאת, משקיף מבחוץ יכול להראות שמדינה מסובכת בעולם אינה מתפתחת ".
עבודה תיאורטית נוספת, שבוצעה גם בשנת 2013 על ידי חוקרים במכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech), הובילה למסקנות דומות מאוד. דפוסים גיאומטריים - כמו משרעת משרעת - המתארים את תוצאות האינטראקציות בין חלקיקים, מרמזים גם שהמציאות נובעת ממשהו נצחי, מתמטי לחלוטין. עם זאת, עדיין לא ברור כיצד בדיוק קשורות המשרעת וההולוגרפיה.
בסדר הזמן, הפיזיקאי קרלו רובלי מתאר גם את הזמן כתופעה שעולה. לדבריו, הרעיון המוחלט של סימולטניות של שני אירועים אינו קיים בשל מגבלות החוקים הפיזיים. לדוגמה, אפילו אם מסתכלים על אובייקט, אנו רואים אותו ברגע הלא נכון בו הסתכלנו עליו, משתי סיבות לפחות. לכן, האור צריך לעבור מרחק מהאובייקט לעין, ואז האות החזותי צריך להגיע למוח, שם הוא יעובד בסופו של דבר לפני ש"נקבל את התמונה ".רובלי טוען שהזמן אינו אלא תוצאה של קירובים ופשטות המאפשרים לנו בני האדם לתפוס את המציאות בהתאם למגבלותינו.
מעת לעת מופיעות עבודות, בפרט על חקר מערכות קוונטיות, בהן מניחות עצמאות ממערכות יחסי סיבה ותוצאה, חלוף הזמן לאחור ותופעות חריגות רבות אחרות. אולי הזמן אכן יכול לנבוע מדרגות חופש נצחיות באמצעות הסתבכות. הזמן יראה.