Imaginează-ți că timpul curge înapoi. Oamenii vor crește mai tineri, nu mai în vârstă și după o lungă viață de întinerire treptată - uitând tot ce știu - mor ca bebeluși. Am observat o trecere similară a timpului în eroul romanului de Francis Fitzgerald „Povestea misterioasă a lui Benjamin Button”. Dar, în mod surprinzător, direcția timpului este și o problemă cu care se confruntă cosmologii.
Atunci de ce timpul înaintează mereu înainte? Va fi întotdeauna așa?
Timpul are un început?
Orice concept universal de timp trebuie să se bazeze în cele din urmă pe evoluția cosmosului însuși. Când te uiți la univers, vezi evenimente petrecute în trecut - este nevoie ca lumina stelelor să ajungă la noi. De fapt, chiar și cea mai simplă observație ne poate ajuta să înțelegem timpul cosmologic: de exemplu, faptul că cerul nopții este întunecat. Dacă universul ar avea un trecut infinit și ar fi infinit în întindere, cerul nopții ar fi absolut luminos - plin de lumina unui număr infinit de stele în spațiu, care a existat întotdeauna.
Multă vreme, oamenii de știință, inclusiv Albert Einstein, au crezut că universul este static și infinit. Observațiile de atunci au arătat că se extinde și accelerează. Aceasta înseamnă că trebuie să provină dintr-o stare mai compactă, pe care o numim Big Bang, ceea ce presupune că timpul are un început. De fapt, dacă căutăm o lumină destul de veche, s-ar putea să vedem chiar radiațiile relicte din Big Bang - fundalul microundelor cosmice. Această realizare a fost primul pas în determinarea vârstei universului.
Dar există o captură, teoria specială a relativității a lui Einstein arată că timpul este relativ: cu cât te miști mai rapid în raport cu prietenul tău, cu atât timpul mai lent va fi pentru tine în raport cu percepția lui despre timp. Astfel, în universul nostru de galaxii în expansiune, stele rotative și planete rotative, experiența timpului se schimbă: tot trecutul, prezentul și viitorul sunt relative.
Există un timp universal?
Video promotional:
Se dovedește că, deoarece universul este în medie același peste tot și în medie arată același în toate direcțiile, există „timp cosmic”. Pentru a-l măsura, tot ce trebuie să facem este să măsurăm proprietățile fundalului microundelor cosmice. Cosmologii au folosit acest lucru pentru a determina vârsta universului; vârsta lui spațială. Se dovedește că universul are 13,799 miliarde de ani.
Săgeata timpului
Deci știm că timpul a început cel mai probabil în timpul Big Bang. Dar rămâne o întrebare: ce este timpul?
Pentru a găsi răspunsul, trebuie să analizăm proprietățile de bază ale spațiului și timpului. În dimensiunea spațiului, puteți să vă deplasați înainte și înapoi; pasagerii experimentează asta în fiecare zi. Dar timpul este diferit, are o direcție, mereu înaintezi și nu invers. Atunci de ce măsurarea timpului este ireversibilă? Aceasta este una dintre principalele probleme nesoluționate în fizică.
Pentru a explica de ce timpul în sine este ireversibil, trebuie să găsim procese în natură care sunt, de asemenea, ireversibile. Unul dintre puținele astfel de concepte în fizică (și viață!) Este că lucrurile devin mai puțin „îngrijite” în timp. O descriem folosind o proprietate fizică numită entropie, care înseamnă ceva comandat.
Imaginați-vă o cutie de gaz în care toate particulele au fost plasate inițial într-un colț (o stare ordonată). În timp, ele vor tinde în mod natural să umple întreaga cutie (stare dezordonată) și este nevoie de energie pentru a readuce particulele la o stare ordonată. Este ireversibil, este ca și cum ai sparge un ou pentru a face o omletă - odată ce se descompune și umple tigaia, nu revine niciodată la forma oului. Este la fel cu universul: pe măsură ce evoluează, entropia totală crește.
Se dovedește că entropia este un mod destul de bun de a explica săgeata timpului. Și în timp ce universul poate părea din ce în ce mai ordonat, nu mai puțin - trecând dintr-o mare sălbatică cu gaz fierbinte relativ distribuit uniform în stadiile sale inițiale către stele, planete, oameni și articole la timp - este încă posibil să crească în dezordine. Acest lucru se datorează faptului că gravitația, asociată cu mase mari, poate trage materia în stări aparent ordonate - cu tulburarea crescândă pe care credem că ar fi trebuit să o aibă, este oarecum ascunsă în câmpurile gravitaționale. Deci, tulburarea poate crește chiar dacă nu o vedem.
Dar având în vedere tendința naturii de a favoriza tulburarea, de ce a început universul într-o stare atât de ordonată? Acest lucru este încă considerat un mister. Unii cercetători susțin că Big Bang-ul nu a fost nici măcar începutul, de fapt, pot exista „universuri paralele” în care timpul curge în direcții diferite.
Va trece timpul?
Timpul a avut un început, dar dacă va avea un sfârșit depinde de natura energiei întunecate care o determină să se extindă într-un ritm accelerat. Viteza acestei extinderi ar putea, în cele din urmă, să distrugă universul, forțându-l să se încheie în Marea Răpire; alternativ, energia întunecată s-ar putea descompune, inversând Big Bang-ul și încheind Universul într-o Compresie Mare; sau universul s-ar putea extinde pentru totdeauna.
Dar vreunul dintre aceste scenarii viitoare se va încheia în timp? Ei bine, conform regulilor ciudate ale mecanicii cuantice, particulele minunate aleatorii pot cădea momentan din vid - ceva observat constant în experimentele de fizică a particulelor. Unii susțin că energia întunecată poate provoca astfel de „fluctuații cuantice”, creând un nou Big Bang, punând capăt cronologiei noastre și începând unul nou. Deși acest lucru este extrem de speculativ și foarte puțin probabil, știm că numai atunci când înțelegem energia întunecată vom cunoaște soarta universului.
Deci care este rezultatul cel mai probabil? Timpul va spune.
