Ha megkérdezik tőled, hány óra van, tudod a választ. A fizikusoknak ez a kérdés egyre nehezebb. Nem azért, mert nincsenek jó óráink, hanem mert minél pontosabban értjük a világot, annál kevésbé tudjuk megmondani, mi az az idő, amit az óra mér.
Newton: egy óra mindenkinek
Isaac Newton számára az idő háttér volt. Egyenletesen, mindenhol ugyanúgy telik, függetlenül attól, mi történik benne. Ebben a képben van közös „most”: ami a Földön épp megtörténik, az a Marson is „ugyanekkor” történik, bármilyen messze legyen is. A hétköznapokban ez a kép kiválóan működik, ezért érezzük magától értetődőnek.
Einstein: a „most” viszonylagos
1905-ben Einstein megmutatta, hogy a közös „most” nem létezik. Két távoli esemény egyidejűsége attól függ, ki figyeli őket, és hogyan mozog. Ennek a hétköznapokban nincs jele, mert a sebességeink a fényéhez képest parányiak. De ott van a mérésekben, és már régen nem csak elmélet.
1915-ben Einstein azt is kimutatta, hogy az idő üteme a gravitációtól is függ: minél erősebb a gravitáció, annál lassabban telik az idő. Ez az általános relativitáselmélet egyik legjobban ellenőrzött jóslata.
Amit a GPS tud
A GPS-műholdak atomórái nagyjából húszezer kilométer magasan keringenek. Két hatás mozdítja el őket a földi órákhoz képest. A sebességük miatt naponta mintegy 7 mikroszekundumot lemaradnak. A gyengébb gravitáció miatt viszont naponta nagyjából 45 mikroszekundumot sietnek. A kettő együtt napi 38 mikroszekundum előre. Ha ezt nem korrigálnák, a helymeghatározás hibája naponta több kilométerrel nőne. Vagyis minden alkalommal, amikor a telefonod megmondja, hol vagy, a relativitáselmélet működik.
A mai optikai atomórák ennél is érzékenyebbek: laboratóriumban kimutatták, hogy az óra másképp jár, ha csak egy milliméterrel magasabbra tesszük. Az időnek tehát tényleg nincs „egy” üteme, csak helyi ütemei vannak.
És a Mars?
A Földről a Marsra a fény 3 és 22 perc között ér át, attól függően, hol áll éppen a két bolygó (hogy a hajók miért csak 26 havonta érhetik el a Marsot, az Ablakévről szóló posztban olvashatsz). Amit a Marsról látsz, az a múlt, és fordítva is. Élő beszélgetés a két bolygó között nem lehetséges, és ezen semmi nem segít.
A Mars gravitációja gyengébb, és a bolygó is más pályán mozog, ezért a marsi óra egy kicsit gyorsabban jár, mint a földi. Ashby és Patla 2024-es számítása szerint átlagosan napi 477 mikroszekundummal, ami a marsi év során nagyjából ±226 mikroszekundumot ingadozik. Ez nagyon kevés, de számít, ha jövőbeli marsi és földi hálózatokat kell összehangolni. Aki pontosan szinkronizálná a két bolygót, annak azt kell eldöntenie, melyik óra a mérvadó. Erre nincs természetes válasz, mert nincs közös óra.
Ezért van az, hogy a Mítosz világában az idő mindig helyi: a sol, a marsi év, a földi évek mind igazak, de mindig valahol és valakinek.
A mélyebb probléma: az idő kiesik
Eddig arról volt szó, hogy az idő üteme változik. A komolyabb nehézség az, hogy a fizika legmélyebb szintjén az idő talán nem is alapfogalom. Az általános relativitáselmélet a téridőről beszél, a kvantummechanika pedig az időt külső paraméternek tekinti, egy háttérórának, amihez képest a rendszerek fejlődnek. A kettő összeegyeztetése, a kvantumgravitáció keresése során kiderült, hogy az alapegyenletekből az idő kiesik. A Wheeler és DeWitt nevéhez fűződő egyenlet (1967) olyan univerzumot ír le, amelyben nincs külső óra, és nincs időtől függő változó. A fizikusok ezt „az idő problémájának” hívják.
Ez nem azt jelenti, hogy az idő nincs. Azt jelenti, hogy lehetséges, hogy az idő nem alapja a világnak, hanem belőle kiolvasható: a dolgok viszonyaiból, egy rendszer és egy másik rendszer változásainak összevetéséből. Az egyik ismert gondolat (Page és Wootters, 1983) szerint a belső óra és a vizsgált rendszer összefonódottsága adja az időt, és ennek egy változatát 2014-ben fotonokkal laboratóriumban is bemutatták. Ez nem bizonyíték, hanem lehetséges út. A kérdés nyitott.
Az idő nyila
Van még egy zavar: a fizika alapvető törvényei szinte teljesen szimmetrikusak az időben. Egy mozgás filmje visszafelé is megfelelne a törvényeknek. Mégis a múltra emlékszünk, a jövőre nem. A legelfogadottabb magyarázat az entrópia: a világ egy rendezetlenebb állapot felé tart, és ez adja az idő irányát. De hogy az induló állapot miért volt olyan rendezett, az szintén nyitott kérdés.
Mit jelent mindez
Három dolgot lehet biztosan mondani. Az időnek nincs egyetlen, mindenki számára közös ütemezése. A „most” két távoli helyen nem egyértelmű. És a kutatók komolyan számolnak azzal, hogy az idő nem alapfogalom, hanem valami mélyebből kiolvasható mennyiség.
Aki tehát azt kérdezi: „mennyi az idő most, odaát?”, az olyan kérdést tesz fel, amelyre a fizika egyre kevésbé tud egyetlen, pontos választ adni. Hogy ez pontosan mit jelent, azt a sorozat későbbi könyvei bontják ki. Addig elég ennyi: amikor Luna azt mondja, „nagyon régen”, a saját helyéről beszél.
A bejegyzésben szereplő számok (GPS, marsi óra, fényidő) tudományos forrásokon alapulnak. A regény világa fikció.
Négy telep, egy vihar, és egy segélyhívás, amit mindenki hallott a bolygón: a teljes történet az IKAROSZ-ban.