Почему время течет только вперед. Физики объясняют

Вселенная и "стрела времени"

Вселенная и «стрела времени»


“Время-это то, что не дает всему сразу произойти одновременно”, — писал Рэй Каммингс в 1922 году в своей научно-фантастической повести “Девушка в золотом атоме”. Эта фраза как нельзя лучше описывает все предназначение времени. Но как время это делает, почему все не происходит одновременно? Какой механизм заставляет время течь именно вперед и только вперед?
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, группа физиков-теоретиков еще раз исследовала так называемую “стрелу времени” — понятие, которое описывает неумолимое движение времени вперед. Это исследование стало иным способом взглянуть на то, как ведет себя время во вселенских масштабах.
Традиционная «гипотеза прошлого» предполагает, что любая система начинается в состоянии низкой энтропии, а затем, благодаря термодинамическим процессам, ее энтропия увеличивается. То есть, любая изолированная система движется в сторону увеличения энтропии.
В нашей повседневной жизни мы можем найти массу примеров увеличения энтропии, таких например, как газ, заполняющий все предоставленное ему пространство, или тающий кубик льда. В этих примерах наблюдается необратимый рост энтропии, беспорядка, хаоса. То есть, прошлое – это низкая энтропия, будущее – высокая.
Если это применить ко вселенскому масштабу, то Большой Взрыв должен был породить Вселенную именно в состоянии низкой энтропии. Шло время, Вселенная расширялась и охлаждалась, энтропия ее увеличивалась. Таким образом, согласно этой гипотезе, время неразрывно связано со степенью энтропии в нашей Вселенной.
Но есть несколько проблем с этой идеей.


Стрела времени

Стрела времени


Все данные наблюдений указывают на то, что среда во Вселенной, образовавшаяся сразу после Большого, была горячей и представляла собой полный хаос из первичных частиц. По мере того, как Вселенная росла и охлаждалась, гравитация создавала из нее совсем другую Вселенную, более упорядоченную и более сложную — из остывающих облаков газа образовались звезды и планеты, а из них, в свою очередь, галактики и скопления. В конце концов, стала возможна органическая химия, дав толчок к зарождению жизнь и нас, людей, философствующих о времени и пространстве. В масштабах Вселенной энтропия уменьшилась, а не увеличилась, как предполагает “гипотеза прошлого”.
По словам одного из участников исследования Флавио Меркати из Института теоретической физики в Онтарио, вопрос состоит в том, как энтропия измеряется.
Поскольку энтропия — это физическая величина со своими размерами (как энергия и температура), должны быть какие-то рамки, по отношению к которым эти размеры могут быть измерены.
— Это может быть сделано для подсистем Вселенной, потому что остальной универсум устанавливает эти рамки для них, но у него самого нет внешних ссылок для измерения подобных вещей, ибо нет ничего за его пределами, — выразил Меркати свое мнение Discovery News.
Но если не энтропия, то что тогда движет вселенское время вперед?
Сложность является безразмерной величиной. Если посмотреть на нашу Вселенную, можно с уверенностью сказать, что сложность ее напрямую связана со временем. С течением времени Вселенная становится все более структурированной и сложной.
— Наш ответ — сила тяжести, и ее склонность к созданию порядка и структуры (сложности) из хаоса, — говорит Меркати.
Меркати с коллегами проверили эту идею на компьютерных моделях, имитировавших Вселенную. И обнаружили, что, как ни моделируй, сложность вселенных всегда возрастает и никогда не уменьшается со временем.
В момент Большого Взрыва Вселенная получила свое начало в состоянии наименьшей сложности. Это был некий горячий «бульон» из неупорядоченных частиц и энергии. Затем, по мере его охлаждения, начинает действовать гравитация, газы образуют звезды, звезды группируются в галактики. Вселенная непреклонно становится сложнее, и гравитация является движущей силой этого усложнения.
По мере созревания Вселенной, подсистемы становятся изолированными достаточно для действия классической «стрелы времени» в условиях низкой энтропии. В масштабах Вселенной, наше восприятие времени обусловлено постоянным ростом сложности, но в этих подсистемах доминирует понятие энтропии.
— Вселенная — это конструкция, сложность которой постоянно растет, — сказал Меркати в пресс-релизе исследования. — Она состоит из больших галактик, разделенных огромными пустотами. Но в далеком прошлом они были более близки. Наше предположение заключается в том, что наше восприятие времени — это результат закона, который определяет необратимый рост сложности.

Об авторе Kelter

One world - one nation! No war! Make love, live in peace!
Закладка Постоянная ссылка.

25 комментариев

  1. Интересная и познавательная статья, хотя в принципе повторяются очевидные вещи, в будущее можно, а в прошлое уже никак, иначе мы бы наверняка с кем-нибудь встретились…

  2. Интересные факты.Много полезной информации.

  3. Весьма познавательно, только неясно, что было когда времени вообще не было и что будет если оно совсем остановится, т.к. в конце всех ждет переход в состояние низкой энтропии…

  4. Очень полезная информация.

  5. Все это довольно спорно и из области ничем не проверенной теории. Хотя конечно очень интересно и занимательно…

  6. Все таки в утверждениях ученых мужей есть много нестыковок,а такие общие, голословные умозаключения мало что объясняют как простым людям, так и специалистам…

  7. В общем правильно дедушка Энштейн говаривал, что если убрать из Вселенной материю, то и времени не станет…

  8. Интересная и полезная статья.

  9. Ну все, теперь осталось только теорию воплотить в практику и билет в один конец будет доступен для каждого. Думаю найдется немало желающих посмотреть что там впереди, хоть и вернуться назад уже не получится…

  10. Не парьтесь, граждане, не забивайте себе мозги тем, чего нельзя понять. Все эти гипотезы — суть игра воспалённого ума безумцев-учёных. Ничего нельзя понять и ничего нельзя доказать, всё нужно принимать на веру. И вообще — ничего вокруг нет, и нас нет, есть только облака элементарных частиц, вращающихся в пустоте. Живите насущным. Впрочем жизни тоже нет. Спасибо за внимание.

  11. Познавательно =) Но это с научной точки зрения и весьма сложно для моего понимания (не технарь я, увы) Хотя, многое прояснилось =) А вообще, меня всегда интересовало, что есть время, как оно на самом деле измеряется и что есть прошлое, будущее.

  12. Непонятно, почему по словам авторов Вселенная все время усложняется, если по идее ее ждет тепловая смерть и кучки шарахающихся по вечной пустоте фотонов…

    • Наверное потому, что ничего не вечно, любой сложный организм, будь то человек или собака, или Вселенная, рано или поздно превращается в кучку… гм… фотонов :-D. И никакая сложность устройства не помогает

  13. Интересно, хоть и непонятно. Времени не было и вдруг откуда не возьмись оно появилось и пошло только вперед. Хотелось бы взглянуть на этого «часовщика»…

  14. Хорошая статья! Много интересных фактов!!!

  15. Время имеет бесконечное множество вариаций. Очень важно для счастливой жизни научится жить тут и сейчас.

  16. Катенька

    Статьи подобной тематике читаю часто… А может это и хорошо, что время движется только вперед, что в прошлом лучше было? (Если только не гражданская война на Украине)

  17. Почему было решено, что время имеет ту же природу, что и видимая нам часть вселенной- планты, звезды, люди, почемму время должно подчинятся закону увеличения энтропии?

  18. мы для времени или время для нас это проблема

  19. классный блог! Тоже начал вести блог про космос. Вот ссылка!

  20. Виталий

    В данной статье упоминается Большой взрыв, как начало отсчета времени образования Вселенной. Ох уж этот Большой взрыв… Сначала не было ничего, потом произошел Большой взрыв и образовалась Вселенная. Очень философская теория. Как «ничего» могло взорваться??? Мне ближе теория так называемой «бесконечно пульсирующей Вселенной», мир никогда не возникал и никогда не исчезнет (или по-другому рождается и умирает бесконечное количество раз), но обладает периодичностью, при этом под сотворением мира понимается точка отсчета, после которой мир строится заново (она же обозначает и конец мира). Данную теорию можно осмыслить, не то, что Большой взрыв…

    • Абсолютно согласен, из ничего могло получиться только ничего. Поэтому одно из двух: либо пульсирующая Вселенная, либо вообще компьютерная программа, некая Матрица, если хотите… А мы с вами NPC какой-то большой онлайн ролевой игры, в которую режутся наши создатели. Кто-то скажет бред, но если подумать…

  21. Интересная и полезная статья, мне очень понравилось читать ее.

  22. Я полагаю что пространство это время а время это пространство. Время потому и идёт вперёд потому что вселенная расширяется,а с расширением ускоряряется и энтропия. Если бы пространство не расширялось то время было бы, я полагаю,фрагментарно-только там где что то происходит

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован.

*