Săgeata timpului

Săgeata timpului este conceptul care poziționează „direcția unidirecțională” sau „asimetria” timpului. A fost dezvoltat în 1927 de astrofizicianul britanic Arthur Eddington și este o problemă de fizică generală nerezolvată. Această direcție, potrivit lui Eddington, ar putea fi determinată prin studierea organizării atomilor, moleculelor și corpurilor și ar putea fi trasată pe o hartă relativistă cu patru dimensiuni a lumii („un bloc solid de hârtie”).

Se crede că procesele fizice la nivel microscopic sunt fie în întregime, fie în mare parte simetrice în timp: dacă direcția timpului s-ar inversa, afirmațiile teoretice care le descriu ar rămâne adevărate. Cu toate acestea, la nivel macroscopic, de multe ori pare că nu este cazul: există o direcție (sau flux) evidentă a timpului.

Simetria timpului (simetria T) poate fi înțeleasă pur și simplu astfel: dacă timpul ar fi perfect simetric, un videoclip cu evenimente reale ar părea realist, indiferent dacă este redat înainte sau înapoi. Gravitația, de exemplu, este o forță reversibilă în timp. O minge care este aruncată în sus, încetinește până la oprire și cade, este un caz în care înregistrările ar părea la fel de realiste înainte și înapoi. Sistemul este T-simetric. Cu toate acestea, procesul prin care mingea sare și în cele din urmă se oprește nu este reversibil în timp. În timp ce mergem înainte, energia cinetică este disipată și entropia crește. Entropia poate fi unul dintre puținele procese care nu este reversibil în timp. Conform noțiunii statistice de creștere a entropiei, „săgeata” timpului se identifică cu o scădere a energiei libere.

În cartea sa The Big Picture, fizicianul Sean M. Carroll a comparat asimetria timpului cu asimetria spațiului: În timp ce legile fizice sunt în general izotrope, lângă Pământ există o distincție evidentă între „sus” și „jos”, datorită faptului apropierii de acest corp imens, care rupe simetria spațiului. În mod similar, legile fizice sunt în general simetrice față de inversarea direcției timpului, dar în apropierea Big Bang-ului (adică în primele multe trilioane de ani care urmează) există o distincție evidentă între „înainte” și „înapoi” în timp, datorită apropierii relative de acest eveniment special, care rupe simetria timpului. În acest punct de vedere, toate săgețile timpului sunt rezultatul apropierii noastre relative în timp de Big Bang și al circumstanțelor speciale care existau atunci. (Strict vorbind, interacțiunile slabe sunt asimetrice atât față de reflecția spațială, cât și față de inversarea direcției timpului. Cu toate acestea, ele se supun unei simetrii mai complicate care le include pe ambele.)

În cartea sa din 1928 The Nature of the Physical World, care a ajutat la popularizarea conceptului, Eddington a declarat:

”Să desenăm o săgeată în mod arbitrar. Dacă pe măsură ce urmăm săgeata găsim din ce în ce mai mult element aleatoriu în starea lumii, atunci săgeata este îndreptată spre viitor; dacă elementul aleatoriu scade, săgeata indică spre trecut. Aceasta este singura distincție cunoscută de fizică. Aceasta urmează imediat dacă se admite afirmația noastră fundamentală că introducerea situațiilor aleatorii este singurul lucru care nu poate fi anulat. Voi folosi expresia „săgeata timpului” pentru a exprima această proprietate unidirecțională a timpului care nu are analog în spațiu.”

Eddington oferă apoi trei puncte de remarcat despre această săgeată:

1. Este pe deplin recunoscută de conștiință.
2. Este în egală măsură recunoscută și de facultatea noastră de raționament, care ne spune că o inversare a săgeții ar face lumea exterioară fără sens.
3. Nu apare în știința fizică decât în ​​studiul organizării unui număr de indivizi. (Prin care el vrea să spună că se observă doar în entropie, un fenomen de mecanică statistică, care decurge dintr-un sistem.)

(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)