زمان یک گذشته عالی، یک آینده نامشخص است

همه ما این را مسلم می دانیم که پیکان زمان همیشه به آینده اشاره می کند. در سیستمی که از منبع خارجی انرژی جدا شده است - و ظاهراً این جهان ماست - همه چیز از منظم به بی نظم تغییر می کند.

همانطور که در مورد قوانین ترمودینامیک اعمال می شود، اصل جریان زمان در امتداد فلش به این معنی است که شما نمی توانید یک جسم داغ را در یک اتاق سرد قرار دهید و انتظار داشته باشید که سردتر شود و جسم گرمتر شود. آزمایش های مختلف نشان داده اند که حتی در سطح کوانتومی، رفتار ذرات به طور قابل توجهی به شرایط اولیه بستگی دارد. به عبارت دیگر در طول زمان به سمتی می روند که ما به آن عادت کرده ایم.

با این حال، اخیراً نشانه های بیشتری وجود دارد که نشان می دهد چیزی در درک ما از زمان اشتباه است. شاید اصلاً برای شک در وجود آن کافی نباشد، اما فکر کنیم که چگونه باید آن را درک کنیم - این مطمئناً است.

بدون گرمایش در حالت درهم

گروهی از فیزیکدانان دانشگاه فدرال ABC در برزیل اخیراً تصمیم گرفتند کلروفرم را که از یک اتم کربن متصل به یک اتم هیدروژن و سه اتم کلر تشکیل شده است، مطالعه کنند. دانشمندان از یک میدان مغناطیسی قوی و استون برای دستکاری خواص اجزای اتمی استفاده کردند. این به آنها اجازه داد تا به رفتار ذرات با افزایش تدریجی انرژی هسته ها به دلیل عمل رزونانس مغناطیسی "گوش دهند". بر اساس قاعده پیکان زمان، هسته های اتمی "گرم کننده" باید انرژی حرکات آشفته را به اتم های سردتر بدهند تا زمانی که حالت انرژی کل یکنواخت شود.

چگونه باید زمان را درک کنیم؟

در شرایط عادی این اتفاق می افتاد. با این حال، محققان یک استثنای جالب پیدا کردند - موردی که در آن ذرات با یکدیگر همبستگی داشتند. همبستگی ذرات به طور قابل توجهی نحوه توزیع انرژی بین اجسام را در مقایسه با آنچه معمولاً اتفاق می‌افتد تغییر داده است. هسته های هیدروژن برانگیخته "گرمتر" شدند و شریک کربن درهم تنیده سردتر آنها "سردتر" شد.

همانطور که نویسندگان آزمایش نتیجه می گیرند، این نتایج از نظر ترمودینامیکی معادل هستند بازگشت به گذشته در مقیاس بسیار کوچک، اما هنوز در جهان ما، جایی که قاعده گذر زمان ظاهراً "مقدس" است. محققان در مقاله ای که در مخزن arXiv.org منتشر شد، نوشتند: "ما شاهد جریان خود به خودی گرما از یک سیستم سرد به یک سیستم گرم هستیم."

فلش روانی و ترمودینامیکی

استفان هاوکینگ او در تاریخچه مختصر زمان خود نوشت که بی نظمی با زمان افزایش می یابد زیرا ما زمان را در جهتی که بی نظمی افزایش می یابد اندازه گیری می کنیم. این بدان معناست که ما انتخابی داریم، مثلاً می‌توانیم ابتدا تکه‌های شیشه شکسته را که روی زمین پخش شده است، سپس لحظه برخورد شیشه با زمین، سپس شیشه در هوا و در نهایت در دست را مشاهده کنیم. شخصی که او را در دست دارد هیچ قانون علمی وجود ندارد که «پیکان روانی زمان» باید در همان جهتی باشد که فلش ترمودینامیکی حرکت می کند و آنتروپی سیستم افزایش می یابد. با این حال، بسیاری از دانشمندان بر این باورند که این به این دلیل است که تغییرات انرژی در مغز انسان اتفاق می‌افتد، مشابه آنچه در طبیعت مشاهده می‌کنیم. مغز انرژی لازم برای عمل، مشاهده و استدلال را دارد، زیرا «موتور» انسان سوخت-غذا را می سوزاند و مانند یک موتور احتراق داخلی، این فرآیند غیرقابل برگشت است.

با این حال، مواردی وجود دارد که با حفظ یک جهت از فلش روانی زمان در سیستم های مختلف آنتروپی هم افزایش می یابد و هم کاهش می یابد - به عنوان مثال، هنگام ذخیره داده ها در حافظه کامپیوتر. ماژول های حافظه در دستگاه از حالت نامرتب به ترتیب نوشتن دیسک می روند. بنابراین، آنتروپی در کامپیوتر کاهش می یابد. با این حال، هر فیزیکدانی خواهد گفت که از دیدگاه جهان به عنوان یک کل، جهان در حال رشد است، زیرا برای نوشتن روی یک دیسک انرژی لازم است و این انرژی به شکل گرمای تولید شده توسط یک ماشین پخش می شود. در اینجا یک مقاومت "روانی" خفیف در برابر قوانین ثابت شده فیزیک وجود دارد. برای ما دشوار است که در نظر بگیریم آنچه که با صدای فن بیرون می آید مهمتر از ضبط یک اثر یا ارزش دیگری در حافظه است.

قبلاً در سال 1967 وجود داشت معادله ویلر-دویتبه این معنی که هیچ زمانی وجود نداشت. این تلاشی بود برای ترکیب ریاضی ایده‌های مکانیک کوانتومی و نسبیت عام، گامی به سوی نظریه گرانش کوانتومی، یعنی. نظریه همه چیز مورد نظر همه دانشمندان. فقط در سال 1983 فیزیک انجام شد دان پیج i ویلیام وترز توضیحی ارائه کرد که بر اساس آن می توان با استفاده از مفهوم، مشکل زمان را دور زد درهمتنیدگی کوانتومی. آنها این مفهوم را پیشنهاد کردند که فقط ویژگی های یک سیستم از قبل تعریف شده را می توان اندازه گیری کرد. از نقطه نظر ریاضی، پیشنهاد آنها به این معنی بود که ساعت جدا از سیستم کار نمی کند و تنها زمانی شروع می شود که با یک جهان خاص درگیر شود.

آیا این فقط یک توهم است؟

آیا می توان نظریه کوانتومی را به صورت متقارن در زمان تفسیر کرد، بدون اینکه اجازه تأثیر زمان حال بر گذشته را داد؟ در پایان نامه ای که در Proceedings of the Royal Society منتشر شده است، می پرسد متیو اس لیفر اوراز متیو اف. پوسی. اگر چنین نظریه ای باید متقارن باشد و فیزیکدانان به آن اهمیت می دهند، متأسفانه احتمال فوق باید وجود داشته باشد.

هواداران مشکلی برای شمارش معکوس ندارند نظریه چندجهانیهمانطور که قبلاً در مفهوم Page و Wooters دیده می شود. مشکل تقارن در آن به خوبی حل شده است و برای توضیح پدیده ها نیازی به برگرداندن پیکان زمان به عقب نیست. فقط نتایج مختلف آزمایش‌ها معادل جهان‌های مختلفی است که یک ذره می‌تواند در آن‌ها رفتاری داشته باشد.

مدل آزمایش در کلروفرم

فیزیکدان بریتانیایی جولیان باربور چندین کتاب در مورد آن نوشت زمان فقط یک توهم است. معروف‌ترین آنها پایان زمان: انقلاب بعدی در درک ما از جهان است، 1999. باربور می‌گوید، وقتی جهان از پیکربندی‌های نوسانی ماده تشکیل شده است، این تصور را ایجاد می‌کند که زمان در حال گذر است. جریان هوشیاری و احساس زمان حال، حدود یک ثانیه طول می کشد، همه چیز در سر مردم اتفاق می افتد. مغز ما اطلاعاتی در مورد گذشته نزدیک دارد، اما نه در نتیجه یک رابطه علّی که به پیکربندی های گذشته برمی گردد. بلکه یک خصلت تفکر است، شاید اصلاً فکر کردن برای شما ضروری باشد.

باربور اشاره می کند که انیشتین او در یکی از آخرین نامه های خود می نویسد: "افراد مانند ما که به فیزیک اعتقاد دارند می دانند که تفاوت بین گذشته، حال و آینده تنها یک توهم پایدار است." نظرات باربور "علم در لبه" در نظر گرفته می شود، اما بسیاری از فیزیکدانان جدی (از جمله چهره های شناخته شده مانند لی اسمولین i لیوبوش موتل) "جالب" در نظر گرفته می شوند، نه "دیوانه". ظرافت خاصی در مفهوم بی زمانی وجود دارد، به همین دلیل است که برای فیزیکدانان جذاب است.

به عقیده نظریه پردازانی که اندیشه باربور را ادامه دادند، زمان مفهومی است که توسط انسان ابداع شده است تا بتوانیم آنچه را که «اکنون» است از آنچه «گذشته» می پنداریم تشخیص دهیم. مفهوم زمان تنها یک توهم ذهن ما باقی می ماند، زیرا در واقع هر چیزی که بوده و خواهد بود در هر لحظه اتفاق می افتد. دو سال پیش، گروهی از فیزیکدانان مؤسسه فناوری ماساچوست چنین اظهاراتی را مطرح کردند.

این دانشمندان ادعا می کنند که جهان از "بلوک هایی" تشکیل شده است که در آنها زمان و مکان به هم متصل شده اند و چیزی را به نام فضا-زمان تشکیل می دهند. این نظریه، مطابق با نظریه نسبیت انیشتین پیشنهاد می کند که فضا و زمان بخشی از یک جهان چهار بعدی هستند که در آن هر چیزی که اتفاق می افتد مختصات منحصر به فرد خود را در فضا-زمان دارد.

 - خلاصه تحقیقات همکارانش مکس تگمارک از S. - 

از دیدگاه فیزیک کوانتوم، همیشه می توان ثابت کرد که زمان «وجود دارد» زیرا در همان مفروضات آزمایش عمل می کند، مانند سمیت ماده ای که در جعبه ای با گربه شرودینگر قرار می گیرد. زمان از نظر روانی بخشی از مناظری است که ما برای دانش خود ایجاد می کنیم. در واقع، گذر او از گذشته به آینده مانند هر چیز دیگری مورد بررسی قرار می گیرد.

این آخرشه. به این معنا که زمان به طور طبیعی تمام می شود که نیازی به اثبات ندارد. اینکه آیا در نهایت یک بعد فضا-زمان و معیار واقعی جهان خواهد بود یا نه، هنوز مشخص نیست. تا اینجا، در دوئل بین فیزیک نظری و شهود عمومی، دومی مزیت قابل توجهی دارد. اما شاید او نمی داند که اشتباه کرده و قبلاً باخته است؟

پیکان زمان - جهت جریان زمان را نشان می دهد. این مفهوم توسط اخترفیزیکدان بریتانیایی آرتور ادینگتون در سال 1927، نویسنده کتاب طبیعت دنیای فیزیکی که یک سال بعد منتشر شد، معرفی و رایج شد. زمان همیشه از گذشته به آینده جریان دارد و هرگز برعکس، یعنی یک جهته، نامتقارن و برگشت ناپذیر است. می توان آن را به گذشته، حال و آینده تقسیم کرد. مترادف پیکان زمان: جهت زمان، عدم تقارن زمان، ناهمسانگردی زمان، برگشت ناپذیری زمان و تک جهت بودن زمان.