Illustreret Videnskab (Denmark)
DU LAVER DIN EGEN TID
Hvad er klokken? Det uskyldige spørgsmål åbner døren til en svimlende verden, hvor tiden er elastisk. Faktisk er det umuligt at svare på uden at spørge: For hvem?
Hvis man forsøger at definere, hvad tid egentlig er, havner man let i banaliteter. En meget berømt amerikansk fysiker, John Wheeler, har brugt følgende definition: “Tid er naturens metode til at undgå, at alting sker på én gang.”
Ja det siger naesten sig selv. Og dog, det er jo et cirkulaert argument, der forudsaetter, hvad man vil vise, idet ordene “på én gang” netop handler om tid – og man kan ikke definere et begreb ved brug af begrebet selv. Det vidste Wheeler selvfølgelig godt.
Sproget saetter begraensninger for vores udforskning af naturen, men faktisk er der en temmelig indgroet lighed mellem tid og sted i vores sprog. Når vi når dertil … ude i fremtiden – siger vi, mens vi peger i en kalender og dermed understreger det rumlige aspekt. I samme ånd kan man sige, at der er en time mellem Aarhus og Aalborg, underforstået at man kører i en bil, hvis maksimale hastighed er 120 km/t. Som vi skal se, er det netop det faktum, at lysets hastighed er en graense, der ikke kan overskrides, der gør, at tid og rum er forskellige aspekter af det samme faenomen, rum-tiden. Tiden halter, når du løber
“Bang” siger det fra startpistolen, og løbet er i gang. Sprinterkongen Usain Bolt springer ud af startblokken på Berlins Olympiastadion. Undervejs er Usain Bolts topfart lidt over 44 km/t. Året er 2009. Efter 9,58 sekunder passerer han mållinjen og har sat ny verdensrekord på hundredmeterdistancen. Men hvis nu Usain Bolt havde armbåndsur på, mens han løb, så ville det ikke vise praecis det samme som stadionuret; det ville faktisk gå en anelse langsommere. Derfor ville hans rekordtid afhaenge af, om det var hans eget ur eller stadionets, der målte tiden. Forskellen mellem sådanne tidsmålinger har en direkte forbindelse til lysets hastighed, og da denne hastighed er umådelig høj, knap 300.000 km/s, bliver forskellen ikke stor, men dog stor nok til, at den kan måles med meget praecise ure, selv for hastigheder svarende til løb. Naermer et objekt med et ur sig lysets hastighed, sløves urets gang betydeligt, og forestiller vi os det taenkte graensetilfaelde, hvor uret bevaeger sig med praecis lysets hastighed, ville det gå i stå. Så hvis lysets hastighed var fx 44 km/t, ville Usain Bolts egen målte tid for hundredmeterdistancen vaere taet på nul sekunder, selvom stadionuret viste knap ti sekunder. Man ved fra utallige undersøgelser, at lysets hastighed gennem det tomme rum er en graense, der ikke kan overskrides. Intet kan bevaege sig hurtigere end lyset – hverken dårlige rygter eller lyset selv. Man kan fx ikke saette ekstra fart på lyset ved at lade et hurtigt fly sende det afsted. Og selv lyset fra atomer, der bevaeger sig med 99,9999999998 pct. af lysets hastighed, kommer frem med ... ja lysets hastighed. Denne naturlov udgør fundamentet i den såkaldte “specielle” relativitetsteori, som Albert Einstein, en af de største fysikere, udledte i 1905. Men hvordan kan lysets begraensede hastighed bevirke, at ure går langsomt? Det er lettest at indse ved at antage, at Usain Bolt bevaeger sig med lysets hastighed: I så fald kan viserne på hans ur ikke bevaege sig, idet de ellers ville bevaege sig hurtigere end lyset. Og jo taettere Usain Bolt er på lysets hastighed, jo langsommere går hans ur. Der går ikke ti sekunder på Usain Bolts ur i løbet af det tidsrum, som stadionuret siger, at det burde kunne nå frem i, nemlig ti sekunder på stadionuret. Det er i klar modstrid med en af de “fordomme” om naturens indretning, som alle mennesker laerer løbende: at tiden går jaevnt uden indflydelse fra bevaegelse – hvad den berømte engelske 1600-talsfysiker Isaac Newton kaldte “absolut, sand og matematisk tid”. Tiden afhaenger af, hvor hurtigt du bevaeger dig. Hvis indflydelsen på dit urs gang skal have naevnevaerdig
Tid er naturens metode til at undgå, at alting sker på én gang.
DEN AMERIKANSKE FYSIKER JOHN WHEELER NEW YORK TIMES/RITZAU SCANPIX