RUC-forskere afslører: Tiden ser ud til at kunne gå baglæns i glas

Tid er noget underligt noget, men i det mindste er den forudsigelig. Den går, og vi er vant til, at den kun går i én retning.

Det lader til at gælde overalt. Ingen af os har nogensinde set en knust kaffekop samle sig selv og stille sig pænt på sofabordet. Og i naturen kommer døde dyr ikke til live igen.

Men for en fysiker kommer det måske an på, hvor man kigger.

Forskere fra Roskilde Universitet (RUC) har i et nyt studie kigget på glas og gjort et fascinerende - måske endda lidt tanke-provokerende fund: Det ser ud til, at tiden kan gå baglæns i glas.

Mere specifikt har forskerne for første gang målt den såkaldte ‘materiale-tid’ (på engelsk ‘material time’) i glas.

Det er en slags ‘indre ur’ for glasset, der måler, hvordan materialet ældes. Dette indre materiale-ur kører uafhængigt af for eksempel uret på dit håndled, din mobil eller på laboratoriets væg.

Men i målingerne er der ingen forskel på, om tiden går frem eller tilbage. Og det vækker undren og flere spørgsmål til tidens gang i forskellige materialer for fysikere.

»I materialetiden kan vi åbenbart ikke se, hvilken retning tiden går i. Det har også industrielle interesser, da vi jo gerne skulle vide, hvordan materialer ældes, for at kunne bruge dem,« siger Jeppe Dyre, professor i fysik i Roskilde Universitets Glas og Tid-gruppe og medforfatter til den videnskabelige artikel.

En elegant og statistisk tung tidsmåling. Med lasere.

Forskergruppen fra Roskilde Universitet er netop interesserede i, hvordan glas og plast ældes. I denne omgang har de fået hjælp af kolleger fra Darmstadts Tekniske Universitet.

Forskerne derfra skød en laser gennem glas. Dét fik laserlyset til at sprede sig og skyde ud i forskellige retninger.

Med et superfølsomt kamera kunne forskerne så se, hvordan intensiteten i det spredte lys varierede over tid. Resultatet blev en detaljeret optagelse af mange små pixels, der viser, hvordan laserlyset har fordelt sig gennem glasset.

Her kommer RUC-forskerne ind i billedet, for de har lavet statistik på ændringerne i de her mange pixels, som glasset består af.

»Vi ved, at materiale som glas og plast bliver mere diset med tiden, så der burde være et tydeligt mønster, hvor mindre laserlys trænger igennem med tiden,« påpeger Peter Ditlevsen, der er professor i fysik på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet, og som har læst artiklen igennem for Videnskab.dk.

Men i statistikken over udsvingene i laserlyset kan man ikke se sådan en udvikling. Mønsteret ser faktisk ret ens ud, uanset om man læser det forlæns eller baglæns.

Man kan se det lidt som en video af et pendul, der svinger først den ene og så den anden vej: Om du afspiller videoen frem eller spoler tilbage, ser det ret ens ud.

»Molekylerne i materialer, for eksempel glas, er jo altid i bevægelse, og det påvirker laserlysets fordeling, så det er en meget elegant måde at måle materialetid,« mener Peter Ditlevsen.

Tiden i glasset kan gå baglæns i princippet, men ikke i virkeligheden

Før du begynder at tro, at verdens laboratorier nu bliver fyldt med fysikere, der går rundt og forynger glas, må vi lige træde på bremsen.

»De mønstre, vi ser i glasset, viser, at tiden kan gå baglæns, men i den her særlige statistiske forstand,« påpeger Jeppe Dyre.

Med andre ord kan forskerne altså ikke pludselig spole tiden tilbage, til dengang din morfar eller din kat stadig levede. De opfatter tiden som ren statistik. Du ville altså heller ikke kunne blive yngre, hvis det var muligt for dig at hoppe ind i en glasrude.

Fænomenet at tiden i princippet kan gå tilbage - også kaldet reversibilitet - kender man også fra andre områder i fysikken.

De naturlove, der beskriver bevægelse, ville for eksempel fungere, uanset om tiden gik frem eller tilbage.

Men vi ser jo ikke tiden gå tilbage, så hvad er årsagen til tidens såkaldte irreversibilitet? Dét fænomen kaldes entropi.

Entropi er, simpelt forklaret, et mål for uorden. Og den er altid stigende.

En ny kaffekop er for eksempel i en vis orden, mens en smadret kop er i større uorden. Også selvom det er din yndlingskop, som du ikke har smadret, men passet godt på længe, bliver den stadig slidt med tiden og billedet af Snoopy på den falmer. Altså større uorden.

»Vi kan se på entropi lidt som rod på et børneværelse. Det starter ret ordentligt med Lego-klodserne i deres kasse, dukkerne i deres kasse, og så videre,« forklarer Peter Ditlevsen.

Men jo længere børnene er derinde, jo mere uordentligt bliver det. Hvis man filmer det, kan man se, om filmen bliver spillet forfra eller bagfra.

Men på et tidspunkt er der så rodet, at det er ligemeget, om der rodes videre, fordi alt ligger hulter til bulter alligevel. Dét er, når entropien er maksimal, og en filmoptagelse spillet baglæns vil se ud som en spillet forlæns.

»Grunden til, at det kun går i retning af uorden, er på en måde, at der er uendeligt mange flere måder, tingene kan være i uorden på end i orden. Selv hvis du beder børnene om at rydde op, ender legoet nok i bilkassen og Barbie inde i tøjskabet,« forklarer Peter Ditlevsen:

»Det betyder altså, at det simpelthen er mere sandsynligt, at tingene bliver i større uorden, fordi der er flere muligheder for det, men kun én måde tingene kan være i orden på.«

Interessant for både fysik og industri

Selvom forskerne bag studiet ikke kan påstå, at de i almindelig forstand har fået tiden til at gå baglæns, har deres resultater stadig stor interesse.

»At vi overhovedet ser det her mønster i materialetiden, er stadig overraskende for vores forståelse af tid i fysikken. Og bringer nye spørgsmål på banen, såsom om det er anderledes i andre materialer,« siger Jeppe Dyre.

Selvom det lyder som dybe spørgsmål for fysikere, der næppe påvirker os i hverdagen, skal man ikke være så sikker.

Måling og forståelse af materialetid, og hvordan forskellige materialer ældes, er nemlig meget vigtigt for industrier, der skal bruge de her materialer.

Faktisk var det ikke en fysiker, men en ingeniør, der opfandt ‘material time’-modellen i 1971. Idéen om, at materialer ældes uafhængigt af uret på væggen, men i forhold til, hvor hurtigt deres molekyler flytter sig rundt, bliver også brugt i industrien til at optimere produktionen.

»Spørgsmålene, vi sidder med her, er altså ikke bare spændende, men spiller også en praktisk rolle for, hvordan industrier kan få mest ud af materialer som plast og glas,« siger Jeppe Dyre.

Hvis du er blevet fristet til at blive endnu mere forvirret over tiden, behøver du ikke kun zoome ind på glas.

Hvis du rejser op til Den Internationale Rumstation ISS går tiden faktisk langsommere end på Jorden. Og ja den er god nok, siger forskerne: Den danske astronaut Andreas Mogensen ældes reelt en lille smule langsommere end os andre i øjeblikket.