Фантастичнее приключений Гарри Поттера: ученые близки к разгадке тайны необратимости времени
Важный шаг в понимании происхождения кажущейся необратимости времени сделали ученые БФУ им. И. Канта.
Исследователи связали две стрелы времени: космологическую, связанную с расширением Вселенной, а также электромагнитную, которую человек воспринимает в повседневной жизни, рассказали в пресс-службе вуза, пишет РИА Новости.
Для человека отличие прошлого от будущего (которое физики и называют стрелой времени) является понятным и обычным явлением, но фундаментальная физика утверждает, что физически прошлое и будущее эквивалентны, пояснил профессор Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ) Артем Юров.
По словам профессора, из бытового опыта известно, что разбитое яйцо не склеится вновь, пожилой человек может самопроизвольно молодеть только в фантастическом фильме "Загадочная история Бенджамина Баттона", прыгун в воду не может взлететь обратно на вышку абсолютно сухим после прыжка в бассейн. Но фундаментальные законы физики обратимы и не исключают, что "откатиться" в исходное положение система может.
Этот парадокс в настоящий момент объясняется понятием энтропии (количественной меры беспорядка). Так как способов организовать беспорядок намного больше, чем его уменьшить, то он будет со временем расти при прочих равных.
Ученый отметил, что такое объяснение стрелы времени, конечно, годится, только если ранняя Вселенная была неестественно упорядочена. Но что могло так ее упорядочить? Именно за невозможность ответить на такой вопрос около века назад ученое сообщество критиковала Людвига Больцмана, который является родоначальником современной термодинамики.
Космологам, занимающимся так называемой теорией инфляции, удалось добиться существенного продвижения в решении этого вопроса. Согласно этой парадигме, Вселенная 13,6 миллиардов лет назад пережила очень быстрое раздувание, удваиваясь в размерах каждую триллионную триллионной триллионной доли секунды.
Затем эта инфляция прекратилась, и накопленная вся энергия выплеснулась вовне - это событие называют Большим взрывом. Но он не был началом возникновения Вселенной - скорее, он был завершением этого процесса.
Профессор добавил, что Вселенная к концу инфляции выглядела как раз так, как и нужно было для больцмановского понимания термодинамической стрелы времени. Однако для происхождения инфляции требуется тоже неестественно низкоэнтропийное состояние, так что, по-видимому, резкое расширение Вселенной не объясняет всех проблем, но при этом позволяет продвинуться вперед в понимании наблюдаемого отличия прошлого от будущего.
Помимо термодинамической стрелы времени, различают физики еще две: электромагнитную стрелу и космологическую. Электромагнитная стрела выражает простой факт: звезды в естественных условиях излучают свет, а не втягивают его в себя. Космологическая связана с расширением Вселенной, то есть от прошлого будущее отличается размером Вселенной.
Эти две стрелы обычно считают вторичными по отношению к основной, термодинамической (энтропийной) стреле, однако специалисты БФУ решили пойти нестандартным путем. Аналог волнового уравнения (с учетом гравитации) они записали не вполне традиционным способом и получили неожиданно связь между космологической и электромагнитной стрелами времени.
Математическая связь между этими двумя стрелами времени показывает, что на самом деле расширение Вселенной и то, что волны света расходятся от звезд, - это две стороны одной медали. То есть звезды из-за расширения Вселенной излучают свет, а не поглощают его.
Другими словами, если бы Вселенная сжималась, то, по мнению калининградских физиков звезды втягивали бы в себя свет и на фоне светлого неба выглядели бы черными пятнами.
По словам профессора, если люди доживут до смены расширения Вселенной сжатием, то они смогут сами проверить, верно ли данное заключение, которое выглядят фантастичнее, чем приключения Гарри Поттера.
Авторы гипотезы сегодня работают над созданием сложного теста, который позволит возможно проверить справедливость сделанного вывода за счет тонких астрономических наблюдений, объяснили в вузе.
Фото ТЕЛЕПОРТ.РФ
