"Problema săgeții timpului a îngrijorat întotdeauna oamenii," spune Flavio Mercati de la Institutul Perimetric de Fizică Teoretică din Waterloo, Canada.
Majoritatea oamenilor care se gândesc la săgeata timpului spun că este determinată de entropie, de cantitatea de dezordine (haos) din sistem, fie că este vorba de un castron de terci sau de univers. Conform celei de-a doua lege a termodinamicii, entropia totală a unui sistem închis crește întotdeauna. Atâta timp cât crește entropia, timpul se mișcă în aceeași direcție.
Când cubul de gheață din sticlă se topește și vă diluează whisky-ul cu cola, de exemplu, entropia crește. Când rupe un ou, entropia crește. Ambele exemple sunt ireversibile: nu puteți îngheța un cub de gheață într-un pahar cu o cola caldă sau să colectați din nou un ou. Secvența evenimentelor - și deci a timpului - se mișcă numai într-o singură direcție.
Dacă săgeata timpului urmează creșterea entropiei și dacă entropia din univers crește mereu, atunci la un moment dat în trecut, entropia ar fi trebuit să fie scăzută. Aici se naște un mister: de ce entropia universului la început a fost scăzută?
Pentru a-și testa ideea, oamenii de știință au modelat universul ca o colecție de mii de particule care interacționează una cu alta numai prin gravitate și reprezintă galaxii și stele plutitoare în spațiu.
Oamenii de stiinta au descoperit ca, indiferent de pozitiile de pornire si viteze la un moment dat, particule inevitabil se dovedesc a fi grupate intr-o minge inainte de a se destrama din nou. Acest moment poate fi numit echivalent cu Big Bang, când întregul univers se micsorează până la un punct infinitezimal.
În loc de a folosi entropia, cercetatorii descriu sistemul lor folosind valorile pe care le numesc „confuzie» (complexitate), definit ca un raport brut al distanței dintre două particule care sunt mai departe unul de altul decât de cealaltă, iar distanța dintre cele mai apropiate particule . Când toate particulele se lipesc împreună, entanglementul este la cea mai mică valoare.
Ideea cheie în toate acestea, după cum explică Mercatici, este aceasta: acest moment de cel mai mic entanglement apare în mod natural din grupul particulelor care interacționează gravitațional - nu sunt necesare condiții speciale. Entanglementul crește odată ce particulele se deosebesc, reprezentând atât expansiunea universului, cât și mișcarea de timp înainte.
Dacă acest lucru nu este de ajuns, evenimentele care au avut loc înainte ca particulele să fie grupate - adică înainte de Big Bang - s-au mutat în a doua direcție de timp. Dacă pierdeți evenimentele din acest moment înapoi, particulele se vor împrăștia treptat din cluster. Deoarece încâlcirea crește în această direcție inversă, această a doua săgeată de timp va indica de asemenea trecutul. Care, plecând de la a doua direcție a timpului, va fi, de fapt, "viitorul" unui alt univers care există dincolo de Big Bang. Foarte confuz, sunt de acord.
Această idee este similară celei pe care, în urmă cu zece ani, fizicii Shawn Carroll și Jennifer Chen de la Institutul de Tehnologie din California. Ei au legat săgeata timpului cu idei care descriu inflația, o expansiune ascuțită și rapidă a universului, care a avut loc imediat după Big Bang.
"Ceea ce este interesant în această idee este că este destul de logic legat de noi", a spus Carroll descriind munca sa ca fiind aplicabilă săgeții timpului. "Poate că motivul pentru care ne amintim ieri și nu ne amintim mâine sunt condițiile asociate cu Big Bang-ul".
Conectarea direcției timpului cu un sistem simplu de fizică clasică este relativ nouă, spune fizicianul Steve Karlip de la Universitatea din California la Davis. Nou în acest sens este abandonarea entropiei în favoarea ideii de încurcătură. Problema entropiei este că ea este definită în termeni de energie și temperatură, măsurați printr-un mecanism extern ca un termometru. În cazul universului, nu există un mecanism extern, deci aveți nevoie de o valoare care să nu se bazeze pe niciuna dintre unitățile de măsură. Confuzia, dimpotrivă, este o atitudine fără dimensiuni și îndeplinește toate cerințele.
Aceasta nu înseamnă că trebuie să abandonăm entropia cu totul. Experienta noastra de zi cu zi - cum ar fi limonada ta rece - se bazeaza pe entropie. Dar atunci când se analizează problema timpului la scară cosmică, este necesar să se ocupe mai degrabă de termeni de entanglement decât de entropie.
Una dintre principalele limitări ale acestui model este aceea că se bazează exclusiv pe fizica clasică, ignorând complet mecanica cuantică. De asemenea, nu include teoria generală a relativității lui Einstein. Nu există energie întunecată sau nimic altceva care este necesar pentru a crea un model exact al universului. Dar cercetătorii se gândesc la modul în care să includă o fizică mai realistă în model, ceea ce ar putea face ulterior să se facă previziuni verificabile.
"Pentru mine, marea problemă este că există multe săgeți fizice diferite ale timpului", spune Karlip. Direcția directă a timpului se manifestă adesea, complet fără a conecta gravitatea. De exemplu, lumina este întotdeauna radiată de o lampă - și niciodată spre ea. Izotopii radioactivi se dezintegrează în atomi mai ușori, niciodată invers. De ce, atunci, săgeata timpului, ieșind din gravitate, împinge alte săgeți ale timpului în aceeași direcție?
"Aceasta este o întrebare mare care rămâne deschisă. Cred că nimeni nu are un răspuns bun la această întrebare până acum. "
Articole similare
-
De ce timpul merge numai înainte, dar nu înapoi, știința pentru toți în cuvinte simple
-
Ce fel de blocare de cod poate fi și de ce este hacked, ascultând lumea din jurul nostru
Trimiteți-le prietenilor: