Carlo Rovelli: Ajan luonne. Hki: Ursa 2018. Ursan julkaisuja 160. Suom. Hannu Karttunen.
Carlo Rovelli esittelee kiintoisan, mutta vaikeasti tajuttavan käsityksen ajan olemuksesta. Rovelli perustelee näkemyksensä sekä suhteellisuusteorian että kvanttifysiikan saavuttamilla tuloksilla. Kyse on niin monimutkaisista asioista, että niitä ilmeisesti ei kovin yleistajuisesti pysty avaamaan tällaisille maallikoille, joiden fysiikan opinnot ovat lukiosta yli 40 vuoden takaa.
Naivin realismin mukainen käsitys ajasta, joka virtaa tasaisesti ja samalla tavalla kautta koko universumin, ei ole tieteen mukainen. Meidän nykyisyytemme ei ole nykyisyyttä jossain kaukaisessa galaksissa. Jos olisi mahdollista matkustaa todella nopeasti lähestyen valonnopeutta, aika hidastuisi. Nykyisyys ei siis ole universaalia, vaan nykyhetki liittyy kiinteästi siihen, mistä kehyksistä asiaa tarkastellaan.
Niin kummallista kuin se onkin, tämä on itse asiassa lohduttava asia, sillä näin ainakin ajatuskokeen tasolla on mahdollista palata menneisyyteen korjaamaan siellä tehtyjä virheitä. Ihminen ikään kuin saakin uuden mahdollisuuden!
Filosofien presentismi ja eternalismi eivät ole Rovellin mielestä riittävia selityksiä. Presentismi tarkoittaa sitä, että vain nykyinen on todellista, menneisyyttä ja tulevaisuutta ei ole. Maailma on pelkkää nykyhetkeä. Ongelma on tosiaan, että nykyisyyttä ei pystytä määrittelemään universaalista näkökulmasta, nykyhetki meillä ja kaukaisessa avaruudessa eivät ole mitenkään keskenään synkronoituja.
Eternalismin mukaan nykyisyys, menneisyys ja tulevaisuus ovat kaikki yhtä todellisia. Maailmankaikkeus on ikään kuin lohko tai kappale, joka on kaikkinensa valmiina. Muutos on tavallaan kuvitteellista. Tällöin voi ajatella, että jako menneisyyteen, nykyisyyteen ja tulevaisuuteen on vain illuusio.
Suhteellisuusteorian lisäksi Rovellin mielestä ajan olemusta täytyy tarkastella myös kvanttifysiikan näkökulmasta. Maailma ei ole kappaleita, vaan tapahtumia ja suhteita. Tapahtumien väliset suhteet ovat mutkikkaampia kuin tiede on pystynyt tähän asti ymmärtämään.
Kvanttigravitaation yhtälöt on muotoiltu ilman aikamuuttujaa. Jos ei ole aikamuuttujaa, menneisyys ja tulevaisuus olisivat yhtä hyvin ymmärrettävissä sikäli kuin kaikki yksityiskohdat olisivat tiedossa. Tämä tietysti on arkijärjen vastaista. Kvanttigravitaation teoriat kertovat miten asiat muuttuvat suhteessa toisiinsa, eivät sitä miten ne kehittyvät ajan kuluessa.
Avaruuden kvantit eivät ole avaruuteen upotettuina, vaan kvantit ovat vuorovaikutuksellinen verkosto, mikä muodostaa avaruuden. Verkot muuntuvat uusiksi hyppäyksittäin.
Kvanttitasolla ei tarvitse olettaa aikaa, mutta jostain aika ilmaantuu. Ihmisellä ei ole kvanttifysiikkaan muuta kuin makroskooppinen näkökulma, jolloin mikroskooppinen kuvaus on väistämättä epätäydellistä.
Siinä maailmankaikkeuden osajoukossa, johon me ja fysikaalinen ympäristömme kuuluvat, entropia oli alun alkaen menneisyydessä alhainen. Lämpöopin toisen lain mukaan lämpö voi siirtyä vain yhteen suuntaan, kuumasta kylmempään, ei koskaan päinvastoin. Entropia ei koskaan pienene. Entropian kasvun koemme ajan kulumisena. Menneisyyden ja tulevaisuuden ero voidaan selittää lämpöopin ja entropian avulla.
Ajan suunnassa on kyse eräänlaisesta perspektiivistä. Jos katsomme taivaalle, meistä voi arkijärjellä ajateltuna tuntua siltä, että taivaan pyöriminen on maailmankaikkeuden ominaisuus. Aikoinaan tiedemiehet tajusivat, että me pyörimme, ei taivas. Tämän oivaltaminen kesti tuhansia vuosia. Ajan suunta on todennäköisesti samanlainen asia. Olemme virittyneitä sellaiseen näkökulmaan maailmankaikkeudesta, joka antaa ajalle suunnan. Ajan suunta näyttää meistä maailmankaikkeuden ominaisuudelta, vaikka ei sitä ole.
Olisi kannattanut aikoinaan koulussa opetella fysiikkaa hieman paremmin, siitä olisi ollut hyötyä tämänkin kirjan ymmärtämisessä.
