Представете си, че времето тече назад. Хората ще стават все по-млади, а не по-възрастни и след дълъг живот на постепенно подмладяване - забравяйки всичко, което знаят - умират като бебета. Наблюдавахме подобно течение на времето в героя на романа на Франсис Фицджералд „Мистериозната история на Бенджамин Бътън“. Но изненадващо посоката на времето също е проблем, пред който са изправени космолозите.
Така че защо времето винаги се движи напред? Винаги ли ще е така?
Има ли време начало?
Всяка универсална концепция за времето в крайна сметка трябва да се основава на еволюцията на самия Космос. Когато погледнете Вселената, виждате събития, случили се в миналото - отнема време светлината на звездите да достигне до нас. Всъщност дори най-простото наблюдение може да ни помогне да разберем космологичното време: например факта, че нощното небе е тъмно. Ако Вселената имаше безкрайно минало и беше безкрайна по степен, нощното небе би било абсолютно светло - изпълнено със светлината на безкраен брой звезди в Космоса, което винаги е съществувало.
Дълго време учените, включително Алберт Айнщайн, смятали, че Вселената е статична и безкрайна. Наблюденията оттогава показват, че всъщност се разширява и ускорява. Това означава, че трябва да произхожда от по-компактно състояние, което ние наричаме Големия взрив, което означава, че времето има начало. В действителност, ако търсим достатъчно светлина, може дори да видим реликтовата радиация от Големия взрив - космическият микровълнов фон. Тази реализация беше първата стъпка за определяне на епохата на Вселената.
Но има уловка, специалната теория на относителността на Айнщайн показва, че времето е относително: колкото по-бързо се движите спрямо приятеля си, толкова по-бавно време ще бъде за вас спрямо неговото възприемане на времето. Така в нашата Вселена от разширяващи се галактики, въртящи се звезди и въртящи се планети опитът на времето се променя: цялото минало, настояще и бъдеще са относителни.
Има ли универсално време?
Промоционално видео:
Оказва се, че тъй като Вселената е средно еднаква навсякъде и средно изглежда една и съща във всички посоки, има "космическо време". За да го измерим, всичко, което трябва да направим, е да измерим свойствата на космическия микровълнов фон. Космолозите са използвали това, за да определят възрастта на Вселената; космическата му епоха. Оказва се, че Вселената е на 13,799 милиарда години.
Стрелка на времето
Знаем, че времето най-вероятно е започнало по време на Големия взрив. Но остава един въпрос: какво е времето?
За да намерим отговора, трябва да разгледаме основните свойства на пространството и времето. В измерението на пространството можете да се движите напред и назад; пътниците изпитват това всеки ден. Но времето е различно, има посока, винаги се движиш напред, а не обратното. Така че защо измерването на времето е необратимо? Това е един от основните нерешени проблеми във физиката.
За да обясним защо самото време е необратимо, трябва да намерим процеси в природата, които също са необратими. Едно от малкото подобни понятия във физиката (и живота!) Е, че с времето нещата стават по-малко „спретнати“. Описваме това с помощта на физическо свойство, наречено ентропия, което означава нещо подредено.
Представете си кутия с газ, в която всички частици първоначално бяха поставени в един ъгъл (подредено състояние). С течение на времето те естествено ще са склонни да запълнят цялата кутия (неразредно състояние) и е необходима енергия за връщане на частиците в подредено състояние. Необратимо е. Това е като счупване на яйце, за да се направи омлет - след като се разложи и напълни тигана, той никога не се връща към формата на яйца. Същото е и с Вселената: с развитието си общата ентропия се увеличава.
Оказва се, че ентропията е доста добър начин да се обясни стрелката на времето. И макар Вселената да изглежда все по-подредена, не по-малко - да се движи от диво море на сравнително равномерно разпределен горещ газ в ранните си етапи към звезди, планети, хора и статии за времето - все още е възможно тя да расте в безпорядък. Това е така, защото гравитацията, свързана с големи маси, може да изтегли материята в привидно подредени състояния - с нарастващото разстройство, което според нас би трябвало да се случи, по някакъв начин е скрито в гравитационните полета. Така че разстройството може да нарасне, дори ако не го видим.
Но като се има предвид склонността на природата да благоприятства разстройството, защо Вселената започна в такова подредено състояние? Това все още се смята за загадка. Някои изследователи твърдят, че Големият взрив може би дори не е бил началото, всъщност може да има „паралелни вселени“, където времето тече в различни посоки.
Ще изтече ли времето?
Времето имаше начало, но дали ще има край, зависи от естеството на тъмната енергия, която я кара да се разраства с ускоряваща се скорост. Скоростта на това разширение може в крайна сметка да разкъса Вселената, принуждавайки я да свърши във Великия разрив; алтернативно, тъмната енергия може да се разпадне, преобръщайки Големия взрив и завършвайки Вселената с голямо компресиране; или Вселената може просто да се разшири завинаги.
Но дали някой от тези бъдещи сценарии ще приключи навреме? Е, според странните правила на квантовата механика, мънички случайни частици могат за миг да изпаднат от вакуума - нещо, което постоянно се наблюдава при експериментите по физика на частици. Някои твърдят, че тъмната енергия може да причини такива "квантови колебания", създавайки нов Голям взрив, който прекратява нашата времева линия и започва нов. Въпреки че това е изключително спекулативно и твърде малко вероятно, ние знаем, че само когато разберем тъмната енергия, ще знаем съдбата на Вселената.
И така, какъв е най-вероятният резултат? Времето ще покаже.
