Proč (ne)existuje čas (velmi jednoduše)

Britský fyzik Julian Barbour napsal místy náročnou knihu Konec času. V ní vysvětluje, že čas neexistuje. Chcete jeho výkladu snadno porozumět a zjistit, má-li pravdu? Její základní myšlenky se totiž dají vyložit velmi názorně.

Že čas neexistuje je tajemná a proto vábivá myšlenka. Zdá se nepochopitelná, je ale velmi prostá. Abychom uvedli jednoduchý příklad, na kterém Barbourova myšlenka hezky vynikne, vezměme jeho vysvětlení, že Johanes Kepler vůbec nepotřeboval při formulaci svých zákonů oběhu planet používat čas. Skutečně si můžeme ukázat třeba 2. Keplerův zákon bez času (viz obrázek níže).

Není teď podstatné, co tento zákon říká. Jde jen o to, že nezobrazuje polohu planet (třeba Zemi) v pohybu, tedy v čase, ale v jakémsi bezčasí: Všechny její polohy na oběžné dráze vidíme najednou. K popisu její dráhy tedy Kepler čas skutečně nepotřeboval. Oběh planet je něco tak stálého, nezávislého na čase, tedy atemporálního, jako třeba 1+1=2, ne?

Je ale velmi snadné nahlédnout, jak elementární chybou v uvažování toto pojetí je. A můžeme to ilustrovat třeba fotografií níže. Když uděláme fotku, paměťový záznam, který zachytí určitý časový úsek (v případě nočního snímku světel aut níže třeba několik minut), pochopitelně se obraz na fotografii nehýbe. To však nikterak neznamená, že se nehýbala ani ta auta. V realitě tedy čas pochopitelně běžel, fotka je ale pouze strnulý nehybný obrázek, kde čas není patrný, pohyb nelze vidět. Copak když vyfotíme cokoliv v pohybu, přestane se to hýbat proto, že se to nepohybuje na obrázku?

Stejně jako je atemporální, tedy bezčasová fotografie, je nejednou i matematika nezávislá na čase. V případě Keplera se dá jeho 2.zákon vyjádřit geometricky tak, jak je ukázáno na prvním obrázku. Tento zákon říká, že P1 =P2. Není v ní tedy žádný čas, že? Ale je! Jen je poněkud skrytý. P1 a P2 jsou totiž plošné rychlost planet, a rychlost je zde plocha za čas! A znázorněná elipsa není nic jiného, než dráha pohybu planety ("fotka" tohoto pohybu za celý rok). Tento oběh se děje v čase, bez něj není možný. Bez času bychom měli jen jednu polohu planety a žádné Keplerovy zákony. Jejich pouhá existence je tak naopak důkazem, že je čas reálný.

Zmíněný obrázek je pouze geometrický graf pohybu v čase. A rovnice P1 =P2, přestože přímo čas neobsahuje, neboť je to rovnost ploch, by bez času vůbec nevznikla. Znovu to zdůrazňujeme proto, že tato prostá chyba se v knize Juliana Barboura opakuje a někdy je skrytá pod daleko hůře proniknutelnou vrstvou složitější matematiky, či pokročilejší fyziky. Podstata tohoto omylu je však stále takto prostá.

Když se podíváme na bezčasové matematické rovnice (jako třeba na tu výše), je zřejmé, že od času abstrahují, neboli si čas odmyslí (stejně jako si jej "odmyslí" fotografie). Usuzovat z toho, že v realitě čas není, je jemně řečeno zvláštní. Je to jako se rozhodnout, že nebudeme registrovat barvy okolních předmětů, což pochopitelně třeba v geometrii děláme, a z toho pak usuzovat, že předměty v realitě žádné barvy nemají. Nebo dělat sčítání lidu, ve kterém se sleduje jen počet lidí, pohlaví, národnost a tak dále, a na základě těchto údajů prohlašovat, že lidi nemají hlavy, ruce a nohy, neboť nic takového v těchto údajích není.

A ještě nakonec poznamenejme, že i tyto trvalé "bezčasové" záznamy jako fotografie či nákres orbitů planet, ani tak moc bezčasové nejsou. Papírová černobílá fotografie žloutne, barevné fotky vyblednou, papír nevydrží věčně, o čemž by archeologové mohli vyprávět. I ony podléhají zubu času. A kdyby někdo namítal, že v digitální podobě tomu tak není, můžeme ho poslat na přednášku o uchování počítačových dat. Optická média vydrží maximálně několik desítek let, magnetická nejsou taky věčná. Dokonce se na tom dobře živí některé firmy, které za těžké peníze uchovávají data ve speciálních podzemních bunkrech na speciálních nosičích. Ani tady ale neexistuje žádné "perpetuum mobile", tedy žádný záznam, který by vydržel věčně. 2. zákon termodynamický spolehlivě destruuje vše (roste entropie všeho), proti čemuž je jediná obrana, a to že se údaje opakovaně kopírují a tím se vlastně restaurují, obnovují. Do této problematiky můžete nahlédnout třeba v článku Dlouhodobá archivace digitálních dat – od teoretických úvah k praktické realizaci? Čas tedy i zde stále pracuje.

Jenže to jsou hmotné nosiče, namítnete. A co abstraktní matematika či geometrie. Keplerovy zákony jsou přece absolutní, bezčasové, budou platit stále. Ale kdepak. Obrázek eliptické oběžné dráhy je přece jen zjednodušení, jeho zdánlivá úplná stálost je iluze způsobená jeho (ne)přesností. Čas se tu projeví už tak, že planety před několika miliardami let vznikly, předtím proto nemohly obíhat po svých neměnných drahách. Dále, za několik miliard let se Slunce změní v rudého obra a pohltí Merkur, Venuši a zřejmě i Zemi (viz obrázek výše). A pochopitelně se dráhy planet též nepatrně mění. Třeba dráha Merkuru vytváří stáčením jeho perihélia růžici (viz obrázek níže), a každá planeta rotuje a má vnitřní tření, což její pohyb ovlivňuje. Stejně jako třeba před mnoha milióny let musel dopad meteoritu, který vyhubil dinosaury, také poněkud upravit dráhu Země, když už nevzpomínáme ten ohromný náraz obrovského tělesa do Země, jehož zbytek dnes nazýváme Měsíc.

Tedy v realitě čas není iluzí, iluzí je naopak představa, že čas je iluze. :-) Ona také neexistence času nejde nijak experimentálně ověřit a zhola nic logického ani empirického z ní neplyne, tedy kromě Wiki záznamu o Barbourově knize. :-)

A kdybyste byli smutní, že jedno tajemství kolem času už jím není, můžeme nabídnout mnohé další záhady kolem tohoto pojmu:

Kde neexistuje čas a teplota, jak to spolu souvisí a proč tomu skoro nikdo nerozumí
Proč neexistuje prostoročas
Chybička pana Einsteina aneb proč není současnost jen iluze
Potřebujeme čas? A existuje vůbec?
Proč čas není čtvrtá dimenze
Vidíme hvězdy v minulosti, nebo v současnosti?
Opravdu měří atomové hodiny čas tak přesně? A měří vůbec čas?
Nadsvětelná rychlost, obrácení směru čas? Jak prosté, milý Watsone.

A koho by zajímaly Barbourovy názory více a nevládne angličtinou k přečtení jeho knihy, ten může shlédnout přednášku doktora Svítka "Máte problémy s časem? Zkuste to bez času!".