Tidsekspansjon

La meg aller først få understreke følgende: Jeg er på ingen måte noen forsker, kosmolog eller fysiker. Jeg har praktisk talt ingen viten om teorien jeg herved vil fremlegge, og kan således heller ikke vite om den er rett eller gal. Mitt mål er å presentere teorien på en forståelig måte, for jeg synes den er for spennende, og gir for mye mening, til at jeg klarer å la den ligge. Så får det være opp til andre å bevise eller motbevise den.


Hva er tid?

Et spennende spørsmål, som alt for mange har stilt seg gjennom historien uten å komme med et fullverdig svar. Vi hopper over prosessene som har gitt oss svarene vi foreløpig har, og snur oss til det altvitende Wikipedia for konklusjonen:

Tid er en måleenhet der hendelser kan ordnes fra fortiden, gjennom nåtiden, inn i fremtiden, og også målingen av varigheten av hendelser og intervallet mellom dem. Tid er ofte referert til som den fjerde dimensjon, sammen med de tre romdimensjonene.

Spennende nok, og vi skal spesielt legge merke til siste setning. Samme side sier noe om målingen av tid, som vi også skal merke oss:

Periodiske hendelser og periodiske bevegelser har lenge fungert som standarder for tidsenheter. Eksempler inkluderer den tilsynelatende bevegelsen til solen over himmelen, månefasene, pendelsvingninger og hjertetakten. For øyeblikket er den internasjonale standarden for målingen av et sekund definert ved å måle den elektroniske frekvensen til cesiumatomet.

Eller, for å si det med den norske Wikipedia-versjonen:

Ett sekund er varigheten av 9.192.631.770 perioder av strålingen som tilsvarer overgangen mellom de to hyperfine nivåene i grunntilstanden for cesium 133-atomet ved temperaturen 0 kelvin.

Vi er virkelig over på rakettforskningsnivå allerede, men ikke vær bekymret. Jeg skal forklare hvorfor dette er relevant senere, og jeg lover at du ikke trenger å være cesium-ekspert for å henge med.

Dette siste avsnittet vi skal ta med er også hentet fra norsk Wikipedia, og er velkjent for dem som er noe kjent med Einsteins relativitetsteori:

I moderne fysikk går man bort fra konseptet om absolutt tid; ifølge relativitetsteorien er samtidighet et relativt begrep.

Ok, da er premissene satt. Henger du med? La oss fortsette.


Har du hørt eldre mennesker si at tiden går så mye raskere enn tidligere? Selvfølgelig har du det, det har vi alle. Men hva om det var mer sannhet i de utsagnene enn hva vi egentlig er klar over?

Vi må over på Big Bang-teorien for å forstå hvor jeg vil hen. Ifølge Big Bang-teorien, som er alment akseptert blant den absolutte majoriteten av verdens kosmologer som årsaken til universets eksistens, ble universet til ut ifra en singularitet - et nullpunkt der fysikkens lover opphører - for om lag 13,7 milliarder år siden.

En av grunnene til at vi er trygge på at Big Bang-teorien stemmer, er observasjonen av at universet utvider seg. Galakser beveger seg bort fra oss - jo fjernere, jo raskere akselererer de vekk - hvilket betyr at de en gang var nærmere. Skrur man tiden nok tilbake, vil alt være samlet i et punkt.

Men selv om galaksene i det observerbare universet beveger seg vekk fra oss, betyr ikke det at vi er midtpunktet for universet: Det er selve rommet som utvider seg, mens galaksene selv står stille. Se for deg at du tegner prikker på en ballong før du blåser den opp. Idet luften fylles opp inni ballongen, vil alle prikkene bevege seg vekk fra hverandre. Fra én prikk sitt synspunkt vil alle andre prikker bevege seg vekk fra den selv, uten at den er midtpunktet på ballongen av den grunn. Det finnes jo ingen midtpunkt på ballongen.


Ok, universet utvider seg.

Det er greit. Hva det har med tid å gjøre? Alt, ifølge undertegnede.

Vi må bli kjent med begrepet romtid, som i fysikken er kjent som en matematisk modell som kombinerer vårt tredimensjonale syn på universet med tid. Romtid blir tolket som firedimensjonale objekter, der objektet har de tre kjente romdimensjonene i tillegg til dimensjonen tid.

Altså: tid og rom henger sammen. Ifølge Einsteins generelle relativitetsteori påvirkes rommet av et objekts gravitasjon, og følgelig vil også tiden påvirkes av gravitasjonen. Det er grunnen til at tiden stopper i et sort hull. Når gravitasjonen blir så sterk at ikke engang lyset slipper ut, vil også tiden påvirkes så mye at den stopper.

Tid og rom er én enhet. For oss er det lett å forstå at høyde, dybde og bredde er tre ulike deler av den samme tredimensjonale verden. Men det er ikke noe annerledes med tid. Høyde, dybde, bredde og tid er deler av den samme firedimensjonale verden.


Men hvorfor kan vi ikke bevege oss frem og tilbake i tid?

Vi kan tross alt bevege oss opp og ned (til dels, i alle fall, dersom vi klarer å trosse tyngdekraften). Til høyre og til venstre. Frem og tilbake.

Slapp av, jeg har svaret til deg. Om litt.

Først trenger vi bare å få romtiden skikkelig inn under huden. Se for deg et malt bilde av et vakkert univers bestående av høyde, dybde og bredde. Et landskap. La oss ta med tiden i dette bildet. La oss se for oss et timescape, et tidskap.

Tidskapet er hele vårt univers, i alle rom, gjennom alle tider - fra universets opprinnelse og helt fram til tidens slutt. Det vil se omtrent slik ut:

Dette er kartet over universet vårt så langt.

Selv om tegningen er tredimensjonal, viser den oss et firedimensjonalt univers: Strekket som går vannrett på bildet, x-aksen, viser tiddimensjonen, fra Big Bang og fram til nå, mens y-aksen viser de tre romdimensjonene ved et gitt tidspunkt i historien. Du henger med, gjør du ikke?

Nå, se for deg at universet i tegningen ovenfor ekspanderer i et stadig økende tempo. Det er jo det det gjør, i et stadig økende tempo. Også den dimensjonen, i vannrett retning på tegningen, som omhandler tid.

Mitt poeng er da følgende: Dersom

• universets tre romdimensjoner ekspanderer i en stadig økende fart,
• det er ingen grunn til å skille mellom tid og rom; alt er en del av den firedimensjonale romtiden,
• og vi alle er enige om at tiden er relativ

- må det bety at også tid, i likhet med rom, ekspanderer i en stadig økende fart.

De 9.192.631.770 periodene av strålingen som tilsvarer overgangen mellom de to hyperfine nivåene i grunntilstanden for cesium 133-atomet ved temperaturen 0 kelvin har alltid vart i ett sekund. Men periodene gikk saktere før.

Så hva er konsekvensene?

For det første forklarer det hvorfor vi ikke kan bevege oss i tid. Vi vet at rommet ekspanderer, men vi har ingen makt til å la være å følge med i ekspansjonen. Jo, vi kan naturligvis forflytte oss opp og ned, frem og tilbake, til høyre og til venstre, men i en universal skala blir det for uhyre små forflytninger å regne. I det hele og det store har vi ikke noe annet valg enn å følge rommet i dets ekspansjon.

På samme måte blir det med tid. Einstein forklarte oss at tiden er relativ, og at tiden går saktere ved høy hastighet for den som beveger seg. Og det forklarer saken: Tiden ekspanderer, på samme måte som rommet, og vi har ikke annet valg enn å følge med i ekspansjonen, med mindre vi klarer å flytte oss i hyperhøye hastigheter. (Se igjen tegningen ovenfor, og se for deg hvilken hastighet som behøves for å trosse ekspansjonen og flytte seg til venstre på x-aksen. Jeg vet ikke svaret, men antar at hastigheten må være formidabel.)

Vi må altså opp i hyperhøye hastigheter for å kunne bevege oss bakover i tid, samtidig som det blir umulig å bevege seg fram i tid: Det går jo ikke an å bevege seg utenfor universet. Og det er den videre ekspansjonen som er fremtiden, der som universet ennå ikke har ekspandert.

For det andre må vi se hele universets historie i et nytt lys. Forskerne mener at universet er 13,7 milliarder år gammelt, men dersom tiden gikk saktere før vil det forandre alt. For selv om tiden gikk saktere, trenger det å bety at bevegelsene i universet behøvde å gå saktere? Jeg vet ærlig talt ikke, men uansett blir hele universets tid en eneste stor tankemess.

For det tredje, og kanskje det aller mest spennende punktet, åpner teorien for at vi kan oppleve at tiden går bakover - på tross av det første punktet, der vi slår fast grunnen til at vi ikke kan bevege oss bakover i tid. Hvordan, spør du?

Vel, forskerne er fortsatt ikke helt enige om hvorvidt universet vil ekspandere for all fremtid. Det avhenger av forholdet mellom materie, mørk materie og mørk energi. Kort forklart: Dersom den samlede gravitasjonen til all materie i universet er sterk nok, vil den tvinge universet tilbake i et såkalt Big Crunch. Ekspansjonen vil stagnere, etter hvert snu, og universet vil bli mindre igjen.

Tegningen over til høyre illustrerer the Big Crunch, men det er en hake ved tegningen: Her blir tiden fremstilt som en tidslinje, uavhengig av rommet. Men det er den altså ikke. Tid og rom er ett. Med andre ord: skulle rommet trekke seg sammen og implodere, vil også tiden bremse opp og til slutt implodere - eller sagt med andre ord; gå bakover.

Jepp. Tiden vil gå bakover, helt til universet igjen er samlet i en singularitet. Hvordan det vil se ut, kan jeg ikke engang forestille meg. Det overlater jeg til andre.

Du kan tenke litt over teorien, mens jeg går og forbereder takketalen til nobelprisen i fysikk.