在我們的生活中,我們理所當(dāng)然的認(rèn)為時間總是向前的,時間的箭頭永遠(yuǎn)指向未來。但是,你有沒有認(rèn)真的思考過為什么時間總是朝未來流逝? 物理學(xué)家仍然被這個問題困擾著。 我們知道有一些過程是時間可逆的,也就是說不管朝哪個方向看,它們都是相同的。比如牛頓定律,它允許各種各樣現(xiàn)實(shí)中不存在的事情發(fā)生。舉個例子,牛頓定律允許雞蛋掉在地上打碎(這個我們可以見到),也允許這個過程的時間反演,也就是碎雞蛋自然地同時聚集在一起,形成一個完好無缺的雞蛋(這個我們永遠(yuǎn)也見不到)。導(dǎo)致這個矛盾的原因是,要設(shè)法達(dá)到雞蛋破碎的條件并不難,但如果想讓所有大小合適的碎片以合適的速度、合適的方向運(yùn)動,形成一個完整的雞蛋,簡直是異想天開,絕不可能。 牛頓定律在描述顯示世界方面異常成功,從蘋果為什么會落地到為何地球會圍繞太陽運(yùn)行。但在牛頓定律的體系下,如果把時間倒轉(zhuǎn)過來也一樣成立。這也就是說雞蛋可以被打破,那么理論上它也可以“破蛋重圓”。 但是,在宇宙中有一個重要的物理定律是時間不可逆的:熱力學(xué)第二定律。該定律表明,隨著時間的流逝,一個封閉系統(tǒng)(比如我們的宇宙)的無序度必須增加,永遠(yuǎn)不會減小。 通常,我們將該無序度稱之為“熵”,當(dāng)某些事情發(fā)生后無序度總是增加的,這就要求時間只能朝一個方向流逝。這也就是為什么一個破碎的雞蛋無法“破蛋重圓”,以及為什么死亡的生命體無法重新復(fù)活。 所以熱力學(xué)第二定律被認(rèn)為是導(dǎo)致時間總是朝一個方向流逝的起因,盡管理解一個事物是“如何”運(yùn)作的跟理解“為什么”它會這樣是不同的。 在探索時間之箭的起源中,兩位美國物理學(xué)家Allahverdyan和Gurzadyan,決定尋找“暗能量”和熱力學(xué)定律是否存在著聯(lián)系。暗能量被認(rèn)為是宇宙持續(xù)膨脹的起因,與引力把物質(zhì)吸引到一起相比,暗能量以更快速度將空間推開。當(dāng)我們觀測遙遠(yuǎn)的星系在不斷的遠(yuǎn)離我們時,我們才能看到暗能量的作用。 為了測試它們之間的聯(lián)系,他們設(shè)計(jì)了這樣的一個模擬,當(dāng)宇宙中存在暗能量或者不存在暗能量時,一個行星圍繞著恒星旋轉(zhuǎn)的軌道將會發(fā)生什么樣的改變。 他們發(fā)現(xiàn),如果不存在暗能量,無論時間是“往前”或者“往后”,行星的軌道只是以我們熟知的方式乏味地圍繞著它的恒星轉(zhuǎn)。但是,暗能量的引進(jìn)意味著空間會被推開,就像暗能量把宇宙不斷的推開一樣,在一段很長的時間內(nèi),行星最終會飛離恒星并不會再回來。在這種情況下,暗能量自然而然的就導(dǎo)致了時間的流向。 |
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