Nós ainda não entendemos por que o tempo só vai para a frente

A Cada passagem de um momento nos leva do passado através do presente, para o futuro, e de volta o caminho não é: o tempo é sempre flui em uma direção. Ele não está no lugar e não vai inverter; a flecha do tempo, aponta sempre para a frente para nós. Mas se olharmos para as leis da física de Newton a Einstein, de Maxwell até o Boro, a partir de Dirac antes de Feynman — eles parecer-nos simétricas em relação ao tempo. Em outras palavras, as equações que governam a realidade, não levam em consideração a direção em que o tempo passa. Soluções que descrevem o comportamento de qualquer sistema e sujeitos às leis da física, são igualmente bons para a época, andando para trás, para o tempo, andando para a frente. Mas nós, por alguma razão, sabemos que apenas um sentido de tráfego de tempo: para a frente. Mas de onde vem esta é a flecha do tempo?

Muitas pessoas acreditam que pode haver uma ligação entre a flecha do tempo e a quantidade de entropia. Embora a maioria das pessoas geralmente querem dizer com a entropia de "bagunça", é muito preguiçoso descrição da mesma e não muito exata. A entropia — é uma medida de quanto térmica (calor) energia pode ser transformada em um úteis, trabalho mecânico. Se você tem um monte de energia, capaz de, potencialmente, trabalhar, você tem um sistema com baixo índice de entropia, e se o mesmo pouco de energia, a entropia do sistema é grande. A segunda lei da termodinâmica afirma que a entropia do sistema fechado só pode aumentar ou permanecer no mesmo nível com o tempo; ela nunca vai diminuir. Em outras palavras, com o tempo, a entropia do Universo deve crescer. Esta é a única lei da física, que prefere uma determinada direcção de tempo.

Será que isso Significa que nós estamos vivendo em uma época assim, como está, só por causa da segunda lei da termodinâmica? O que tem o conceito de uma relação profunda entre a flecha do tempo e a entropia. Alguns físicos acreditam que sim, e isso definitivamente pode ser possível. Talvez o sentido da flecha do tempo direto sobre a entropia.

Em alguns casos, a entropia do bem descreve a flecha do tempo, por exemplo, por que o café e o leite podem se misturar, mas não "размешаться" de volta; por que o gelo derrete no calor da bebida, mas não ocorre em um lugar fresco; por que, quebrada em uma panela os ovos nunca voltando para a não quebrado e crus. Em todos esses casos, o estado inicial de baixa entropia (com muita acessível, capaz de trabalhar de energia) passou em um estado de alta entropia (e de baixa energia disponível) com o passar do tempo. Há muitos exemplos desta natureza, incluindo uma sala cheia de moléculas: de um lado o monte frio e lento moléculas, para outro muito quente e rápido. Dê tempo — e de banho é completamente cheia de перемешанными de partículas, que já não é possível dividir-se em dois campos opostos. A entropia cresce. O caos governa.

No Entanto, pode não ser tão irreversivelmente. Há pegadinha, que não notam muitas pessoas, aprender sobre a segunda lei da termodinâmica e a um aumento de entropia: trata-se apenas de entropia do sistema fechado ou de um sistema, no qual nada que não atua do exterior, e a entropia não diminui e não é adicionada. Pela primeira vez essa idéia tentei abrir o físico James Clerk Maxwell ainda na década de 1870: o suficiente para ter externa da entidade que abre o portão entre os dois lados da sala, permitindo que a "frio" moléculas fluir em uma direção, e "quente" em outra. Este pensamento o paradoxo se tornou conhecido como o "demônio de Maxwell", e ele, na verdade, permite reduzir a entropia do sistema.

é Claro, você não violar a segunda lei da termodinâmica, portanto. O truque é que o demônio vai gastar uma enorme quantidade de energia no seu trabalho para separar as partículas. Este sistema, que está em poder do demônio, será aberto; se você ativar a entropia do próprio demônio em geral de um sistema de partículas, você vai descobrir que a entropia aumenta. Mas aqui está o truque: mesmo se você vivesse em uma caixa e não sabiam sobre a existência do demônio — em outras palavras, se você vivesse no bolso do Universo, o que diminui a entropia — o para você o tempo ainda seria para a frente. Термодинамическая a flecha do tempo não determina a direção em que para nós leva tempo.

Então, de onde vem a relação do sentido de tempo e de nossa percepção? Nós não sabemos. Mas nós sabemos que este термодинамическая a flecha do tempo não é. Nossas medidas de entropia do Universo só sabem de uma enorme redução em toda a história do espaço: o fim da inflação cósmica e a transição a uma Grande Explosão. (E mesmo isso pode representar um grande aumento da entropia, a transição da inflação de estado em estado, cheio de matéria e radiação). Sabemos que o nosso Universo se reunir com o frio e vazio de destino depois de выгорят todas as estrelas, dividir-se todos os buracos negros e a energia escura растолкает desvinculados da galáxia entre si. Termodinâmica de estado de máxima entropia é conhecido como "morte térmica" do Universo. E estranhamente, o estado, a partir do qual o nosso Universo surgiu, e espaço de inflação — tem exatamente as mesmas propriedades, só que com muito mais ritmo de expansão do que agora.

Como acabar com a inflação? Como a energia do vácuo do Universo, a energia inerente ao próprio vazio, o espaço, transformou-se em uma sopa quente de partículas, античастиц e radiação? E passou a se o Universo a partir de um estado extremamente alta entropia durante a inflação cósmica, em um estado de baixa entropia durante o Big Bang, ou mesmo a entropia em tempos de inflação foi aindaabaixo do potencial de banda do Universo realizar trabalho mecânico? Enquanto temos apenas uma teoria; experimentais ou observacionais de sinais, que nos ajudassem a responder a essas perguntas, até agora não encontrado.

Nós entendemos a flecha do tempo do ponto de vista termodinâmico, e é extremamente valioso e interessante parte do conhecimento. Mas se você quer saber por que ontem é passado imutável, amanhã virá um dia, mas o presente é o instante em que você vive agora, a termodinâmica não vai lhe dar a resposta. Ninguém vai dar.