Почему время течет в одном направлении?

«Это милость, что время идет только в одном направлении, мы видим прошлое туманно, а будущее не видим вовсе»Оливия Лэнг.

Почему время течет только в одном направлении? Почему мы не помним будущее? Если время потечет вспять, поменяются ли местами причина и следствие? Соберутся ли скорлупки разбитого яйца обратно безупречно и каждая на своё место?

Непреклонный и прямой характер течения времени является причиной возникновения одной значимой эмоции — сожаления. С тех пор как человек впервые осознал необратимую природу течения времени, не попав в свою добычу, прошло много времени. И ученые только сейчас смогли объяснить почему время течет так, а не иначе.

Начало времен

 

Эйнштейн верил, что вселенная не имела своего начала. Он верил в статичную, не меняющуюся вселенную, которая просто существовала. Но вселенная не только имела свою начальную точку существования, но она также не статична — она расширяется с экспоненциальной скоростью. Эйнштейн называл это своей «самой большой ошибкой».

Вселенная, как сейчас принято считать, началась с катаклизма, называемого большим взрывом. И если бы вселенная не расширялась, ночное небо не было бы таким тёмным, а светилось бы бесконечным количеством звезд, появившихся после взрыва. Однако Эйнштейн был прав относительно гибкости природы времени. Он был прав, что время растягивается и сжимается по-разному для объектов, имеющих различное ускорение.

Он обнаружил, что для объектов движущихся с большим ускорением, независимо движутся они на космическом корабле или находятся в в гравитационном поле массивной планеты, время течет медленнее, чем для объектов, движущихся с меньшим ускорением. Время не абсолютно, оно относительно.

Таким образом, если время для путешественника, движущегося со скоростью света, будет течь чрезвычайно быстро, он сможет совершить быстрое путешествие в космос и обратно и, вернувшись на Землю, оказаться в будущем.

Тем не менее время не может избавится от своей догматической сущности — оно может идти только вперед. Чтобы остановить время и отправиться в прошлое нам необходимо двигаться со скоростью света и даже большей. Но это невозможно, так как нарушает фундаментальный закон вселенной. Но что может объяснить это упрямство природы?

 

 

 

 

 

 

 

Второй закон термодинамики.

В соответствии со вторым законом термодинамики, энтропия замкнутой системы может только возрастать. Энтропия — это мера беспорядка системы. Направление, в котором движется время, то что мы обычно называем движением «вперед», это то направление в котором энтропия системы повышается.

В термодинамике, понятие — изолированная система — относится к замкнутому пространству, непроницаемому для сторонних сил или энергий. Если не мыть грязную посуду в раковине и не выставлять её на полку, то она продолжит лежать и множить беспорядок. Энтропия раковины, оставшейся без присмотра, будет только расти.
Извлечение порядка из хаоса всегда стоит энергетических затрат, которые пойдут на мытье и расстановку посуды. Однако, в соответствии с первым законом термодинамики, ни один механизм не может производить работу или тратить энергию со 100% эффективностью. Доля энергии рассеивается и переходит в тепло. Машина никогда не сожжет топливо со 100%-й эффективностью, так как часть энергии уйдет на на нагревание двигателя. Поэтому порядок в закрытой или изолированной системе достигается за счет повышения энтропии окружающих систем. Итак, поскольку нас окружает вселенная, а она — изолированная система, поскольку не может получить никакой помощи извне, почему тогда наша мера времени растет вместе с энтропией?

Наша концепция времени предполагает, что время — это скорее всего некое психологическое понятие, но сопоставление понятия времени с понятием беспорядка объясняет не только объективные стороны, но и субъективные стороны восприятия времени. Чтобы понять, почему, давайте сделаем одно серьезное обобщение, а именно предположим, что человеческая память работает как память компьютера. Это обобщение не совсем ошибочно, однако, если бы компьютеры помнили не прошлое, а будущее, можно было бы зарабатывать на фондовом рынке, но мы этого не делаем.

Сеть новых, недавно появившихся нейронов используется не полностью. Компьютер регистрирует информацию в конфигурации транзисторов; аналогично тому, как новый нейрон регистрирует свое первое событие в определенной конфигурации нейронов. Однако для хранения информации мозг действительно производит работу над ними, скажем, путем введения последовательности биохимических реакций, и поскольку мы знаем, что работа совершается не со 100% -й эффективностью, то немного тепла рассеивается в окрестностях нейронов. Таким образом беспорядок во Вселенной увеличивается.

Почему время течет в одном направлении?Все больше и больше тепла постепенно рассеивается по мере того, как регистрируется все больше и больше событий. Новый нейрон запоминает события, свое прошлое, линейно с приращениями беспорядка. Это означает не то, что энтропия увеличивается со временем, а то , что мы измеряем время в направлении увеличения энтропии! Это объясняет, почему термодинамические и психологические векторы времени движутся в одном направлении.

Однако остается еще одна ось времени, которую мы не обсуждали.

Почему время должно двигаться вперед по мере расширения Вселенной?

Направление оси течения времени продиктовано расширением

Стрелка оси времени, на графике расширения Вселенной с течением времени, направлена также как и стрелки осей времени для психологических и термодинамических процессов. Это происходит потому, что беспорядок увеличивается по мере расширения Вселенной. Вселенная склонна способствовать беспорядку по той простой причине, что беспорядок более благоприятен для нее.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мы извлекаем упорядоченную энергию ценой повышения беспорядка во Вселенной.

Однако тот факт, что время увеличивается с расширением Вселенной, основан на предположении, что Вселенная начиналась с порядка и единообразия и постепенно погружалась в беспорядок и неравномерность. Это то, что мы сейчас считаем правдой. Модель Большого Взрыва подтверждает это.

Итак, что произойдет, если Вселенная начнет сжиматься?

Вселенная начала бы сжиматься, если бы сила тяжести в конечном счете пересилила бы силу расширения и вселенная начала бы схлопываться сама по себе. Этого не произойдет в течение тысяч миллионов лет, но временные последствия этого варианта заслуживают обсуждения. Как только вселенная начнет сокращаться, будет ли уменьшаться беспорядок, заставляя время бежать назад? Или начнет ли поколение людей, живущих в этом переходном периоде, помнить будущее? Неужели они вдруг начнут видеть, как куски скорлупы собираются в безупречное по форме яйцо?

Стивен Хокинг думал так, пока его ученик не указал, что он, как и Эйнштейн, сделал серьезную ошибку. Хокинг был скромным человеком, он признал ее и тот факт, что беспорядок продолжит расти, даже когда вселенная начнет сжиматься. Однако беспорядок на этом этапе будет настолько непомерным, что жизнь погибнет. Подумайте об этом, мы «создаем» или извлекаем упорядоченную энергию за счет срыва или уменьшения порядка в нашем окружении.

Что произойдет, когда порядок в нашем окружении исчерпает себя? Там не останется ничего, что можно почерпнуть.

Мы извлекаем упорядоченную энергию ценой повышения беспорядка во Вселенной.
Мы извлекаем упорядоченную энергию ценой повышения беспорядка во Вселенной.

Тогда можно сказать, что человечеству несказанно повезло. К счастью мы были созданы в тот период, когда вселенная расширяется. Даже Большой взрыв напоминает божественное вмешательство. Тем не менее, необходимо непредвзято оценивать происходящее, а не подгонять факты под свои убеждения.

Но если мы признаем роль удачи в появлении в природе цветка или фрукта, почему нам не сделать то же самое, когда говорим о себе?

Если бы в тот день, когда растение пробивалось к свету, почва была бы более твердой, или ветер был бы сильнее, то оно не смогло бы выжить. Точно так же, если бы состояние Вселенной отличалось бы от нынешнего, то возможно разумные существа, задающиеся вопросом «почему время течет в одном направлении?» могли бы просто не появиться. Мы видим вселенную так, как она есть, потому что, если бы она была какой-то другой, мы не смогли бы наблюдать за ней. Нас попросту не было бы!

Это называется антропным принципом. Я знаю, что это кажется циничным и трудным для понимания, но, похоже, это правда, если, конечно, мы не найдем доказательств обратного.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мы измеряем время в направлении растущего беспорядка, потому что живем в фазе расширения, в фазе, которая способствует разумной жизни. Это было бы невозможно в иной фазе, поскольку жизнь, способная измерять время, не была бы возможна в фазе сжатия.

Наконец, физики признали, что время имеет начало — около 13,7 миллиардов лет назад, когда произошел Большой взрыв. Однако несколько философов все еще скептически к этому относятся и задаются вопросами: Неужели времени в нашем понимании не было, когда кто-то решил, что должен произойти Большой взрыв? Может ли время быть вечным?

Теперь мы видим космос со всем его содержимым, состоящим из множества слоев, как матрешку. Альтернатива непостижима. Наши умственные способности не позволят нам вообразить … огромную пустоту.

Анастасия Савченко
Анастасия Савченко
Редактор, переводчик, сценарист. "Я многое умею. И уверенна, что могу научится делать гораздо больше."