Над этим вопросом сначала философы, а затем физики бьются как минимум с самого письменной истории и до сих пор они не смогли найти окончательный ответ. Давайте же вместе разберёмся, почему в нашем мире время течёт только в одну сторону.
Согласно всем физическим теориям, начиная с механики ньютона и заканчивая теорией относительности с квантовой механикой, не существует разницы в каком направлении течёт время. От смены направления лишь меняются местами причина и следствие, но сами физические законы остаются неизменными и они дают верные предсказания независимо для любого направления времени.
Второй закон термодинамики
Это работает для всех физических законов кроме одного: второго закона термодинамики, который в упрощённой форме формулируется следующим образом:
Энтропия замкнутой системы всегда либо растёт, либо остаётся неизменной
Энтропия обычно подаётся как мера хаотичности или неупорядоченности системы, но такой подход несколько неточен с точки зрения физики. Для нас лучше представить энтропию как параметр, обратно пропорциональный тепловой энергии системы, за счёт которой она может выполнять работу.
Таким образом, если в системе много такой энергии то у неё низкая энтропия, а если мало, то энтропия, наоборот, высокая. Именно из-за энтропии второй закон термодинамики это единственный физический закон, для которого есть разница в каком направлении течёт время.
Проявления второго закона термодинамики мы можем наблюдать вокруг себя каждый день: разбитая чашка никогда сама не соберётся в одно целое, омлет не сможет сам по себе превратится в сырые яйца, а молоко, налитое в кофе, не сможет само от него отделиться и собраться обратно в бутылку. Все эти явления отлично описываются вторым законом и служат примером того, как системы из состояния с низкой энтропией со временем переходят в состояния с высокой.
Вселенная
С точки зрения термодинамики, вся наша Вселенная является замкнутой термодинамической системой и в соответствии со вторым законом её энтропия со временем также возрастает. Соответственно самая низкая энтропия у неё была в момент большого взрыва, когда вся материя во Вселенной была сжата в шар планковского размера. Из-за колоссальной плотности материи в тот момент, Вселенная имела невероятно много тепловой энергии и была крайне горячей, а значит её энтропия была чрезвычайно низка.
В следующий же момент после Большого Взрыва Вселенная начала быстро расширяться, а её энтропия при этом стала возрастать и это расширение с тех пор ни на миг не останавливалось. В соответствии с теорией тепловой смерти Вселенной когда-нибудь, в далёком будущем, она достигнет термодинамического равновесия, после чего время остановится. Это связано с тем, что энтропия Вселенной достигнет своего максимума и невозможно будет отличить один момент времени от другого.
После этого Вселенная останется просто огромным пустым пространством, к тому времени все звёзды уже погибнут, а чёрные дыры испарятся. Повсюду будет лишь пустота и темнота, стрела времени перестанет существовать.
Из-за этого делается вывод, что время течёт лишь в одном направлении: — вперёд, ибо любая замкнутая система стремится к состоянию термодинамического равновесия. Если бы время шло в обратном направлении, то Вселенная должна была бы двигаться от большей энтропии к меньшей, что, собственно, и запрещает второй закон термодинамики.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.