Warum kann die Zeit nicht umkehren?

Es wäre wirklich interessant, wenn wir die Zeit zurückholen könnten. Auf die gleiche Weise könnte dies jedoch zu einem völligen Chaos im Leben der Menschen und im Verlauf des Universums führen. Trotzdem ist die Frage, die sich viele Menschen stellen, "warum läuft die Zeit vorwärts und niemals rückwärts?".

Welche Art von Mechanismus löst es auf diese Weise aus? Laut einem Artikel von Ian O'Neill von Discovery News untersuchte eine Gruppe theoretischer Physiker in einer kürzlich in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlichten Studie den sogenannten „Pfeil der Zeit“ (oder Quantenpfeil), einen Begriff, der zur Unterscheidung verwendet wird eine zeitrichtung auf einer vierdimensionalen relativistischen weltkarte.

Das heißt, es ist der Begriff, der den unaufhaltsamen Lauf der Zeit beschreibt, die Bewegung des gegenwärtigen Momentes, in dem dieser "Pfeil" immer auf die Zukunft zeigt. In der Studie zeigten die Forscher eine andere Sichtweise auf, wie es sich auf universellen Skalen manifestiert. Und zusätzlich zu diesen Konzepten müssen Sie einiges mehr verstehen, um zu verstehen, warum die Zeit nicht zurückkommt.

Entropie

In einem Konzept der Physik wird nach der bisherigen Hypothese die Zeit so beschrieben, dass davon ausgegangen wird, dass ein gegebenes System in einem Zustand niedriger Entropie beginnt und dann, angetrieben durch die Thermodynamik, die Entropie zunimmt. Die Entropie ist eine thermodynamische Größe, die den Grad der Irreversibilität eines Systems misst.

Nach dieser Überlegung hat laut Discovery News die Vergangenheit eine niedrige Entropie und die Zukunft eine hohe Entropie, ein Konzept, das als thermodynamische Zeitasymmetrie bezeichnet wird.

Um ein praktischeres Beispiel zu geben, können wir in unserer täglichen Erfahrung viele Formen zunehmender Entropie finden, wie z. B. ein Gas, das einen Raum füllt, oder eine Fusion eines Eiswürfels. In diesen Beispielen wird ein Anstieg der irreversiblen Entropie und damit der Störung beobachtet.

Wenn beispielsweise Eis schmilzt, wird die Materie ungeordneter und weniger strukturiert. Die systematische Anordnung von Molekülen mit kristallisierter Struktur wird durch eine willkürlichere und weniger geordnete Bewegung von Molekülen ohne feste Orte oder Orientierungen ersetzt. Seine Entropie nimmt zu, weil in ihm Wärmeübertragung stattfindet.

Bei Anwendung dieses Konzepts auf einer universellen Skala wird angenommen, dass der Urknall das Universum in einem Zustand niedriger Entropie hervorgebracht hat, dh in einem Zustand minimaler Entropie.

Im Laufe der Zeit, als sich das Universum ausgedehnt und abgekühlt hat, hat die Entropie des großräumigen Systems zugenommen. Wie in der Hypothese der Vergangenheit beschrieben, ist die Zeit daher eng mit dem Grad der Entropie oder Störung in unserem Universum verknüpft.

Diese Idee kann Probleme aufwerfen

Laut Ian O'Neill von Discovery News direkt nach dem Urknall stellen mehrere Beweise fest, dass die Umgebung ein heißes und äußerst ungeordnetes Chaos von Urpartikeln war. Als das Universum reifte und sich abkühlte, übernahm die Schwerkraft und ließ das Universum mit gekühlten Gaswolken, Sternen und gebildeten Planeten, die sich aus einem Gravitationskollaps entwickelten, geordneter und komplexer werden.

Im Laufe der Jahrhunderte ist die organische Chemie möglich geworden, was Leben und Menschen hervorgebracht hat, die über Zeit und Raum philosophieren. Und dann können wir die Störung in Aktion beobachten. Auf einer universellen Skala hat es effektiv abgenommen, nicht zugenommen, wie die "Vergangenheitshypothese" annimmt.

Dieses Konzept wurde von dem Forscher Flavio Mercati vom Perimeter Institute (PI) für Theoretische Physik in Ontario, Kanada, argumentiert, der sagte, dass die Messung der Entropie ein Problem ist.

Er sagt, da Entropie eine physikalische Größe mit Dimensionen (wie Energie und Temperatur) ist, muss es einen externen Bezugsrahmen zum Vergleich geben. Wenn es also keine Entropie ist, was könnte die Weltzeit vorantreiben?

Komplexität

Definitionen von Komplexität hängen oft vom Konzept eines "Systems" ab, einer Menge von Teilen oder Elementen, die Beziehungen aufweisen, die sie von denen mit anderen Elementen außerhalb dieser Verbindungen unterscheiden.

Darüber hinaus tendieren viele Definitionen dazu, zu postulieren oder anzunehmen, dass Komplexität eine Bedingung von unzähligen Elementen in einem System und unzähligen Formen von Beziehungen zwischen Elementen ausdrückt. Was jedoch so komplex und einfach ist, ist relativ.

Mit anderen Worten, Komplexität ist eine dimensionslose Größe, die in ihrer einfachsten Form beschreibt, wie komplex ein System ist. Wenn wir also unser Universum betrachten, ist Komplexität direkt mit der Zeit verbunden: Im Laufe der Zeit wird das Universum immer strukturierter.

Nach Meinung des Forschers Flavio Mercati lautet die Frage, die sie in unserer Arbeit beantworten wollen: Was definiert dieses System in diesem Zustand sehr niedriger Entropie überhaupt? Unsere Antwort lautet: Schwerkraft und ihre Tendenz, Ordnung und Struktur zu schaffen (Komplexität) ) vor dem Chaos ", sagte er.

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Um diese Theorie zu testen, erstellten der Forscher Mercati und seine Kollegen grundlegende Computermodelle, um Partikel in einem Spielzeuguniversum zu simulieren. Sie stellten fest, dass unabhängig von der durchgeführten Simulation die Komplexität der Universen im Laufe der Zeit immer größer und nie kleiner wurde.

Nehmen wir noch einmal den Urknall als Beispiel. Daraus begann das Universum in seinem am wenigsten komplexen Zustand (der "Suppe" aus heißen, ungeordneten Teilchen und Energie). Als sich das Universum auf einen Zustand abkühlte, in dem die Schwerkraft anzunehmen begann, entwickelten sich agglutinierte Gase, Sterne und gebildete Galaxien. Das Universum ist unaufhaltsam komplexer geworden und die Schwerkraft ist die treibende Kraft hinter dieser Zunahme der Komplexität.

"Jede Lösung des Gravitationsspielzeugmodells, das wir untersucht haben, hat die Eigenschaft, dass sie irgendwo einen sehr homogenen, chaotischen, unstrukturierten Zustand aufweist, der der Plasmasuppe, aus der das Universum zum Zeitpunkt seiner Entstehung besteht, sehr ähnlich ist. Also In beiden Zeitrichtungen erhöht die Schwerkraft des Zustands die Heterogenität und schafft irreversibel viel Struktur und Ordnung ", sagte Mercati.

Er fügte hinzu, dass die Subsysteme mit zunehmender Reife des Universums so isoliert wurden, dass andere Kräfte die Bedingungen dafür festlegen konnten, dass der Zeitpfeil in Subsystemen mit niedriger Entropie dominiert.

Auf der universellen Skala wird unsere Wahrnehmung der Zeit von der fortschreitenden Zunahme der Komplexität bestimmt, aber in diesen Subsystemen dominiert die Entropie.

"Das Universum ist eine Struktur, deren Komplexität zunimmt. Das Universum besteht aus großen Galaxien, die durch weite, leere Räume voneinander getrennt sind. In der fernen Vergangenheit haben sie sich stärker verdichtet. Unsere Vermutung ist, dass unsere Zeitwahrnehmung das Ergebnis eines Gesetzes ist, das a bestimmt irreversibles Wachstum der Komplexität ", fügte Mercati hinzu.