物理學家進行了一項實驗，顯示我們宇宙中的時間可能是由重力決定的，而不是由重力決定的。，並且可以創造兩個平行的宇宙——我們自己的宇宙，其中時間向前運行，以及鏡像宇宙，其中時間向後運行。
儘管這個想法聽起來很不錯，但新的假設可以幫助物理學家隨著時間的推移解決一些最大的問題——主要是他們仍然無法弄清楚為什麼它只朝一個方向運行。
事實上，這個單一的「時間之箭」是現代物理學最大的概念問題之一，一個多世紀以來一直困擾著物理學家。
困境的根源在於，所有基本物理定律──例如愛因斯坦的特殊定律和牛頓引力－無論時間向前或向後流動，都同樣有效。
在物理學家用來模仿我們宇宙的物理系統模型中，有時確實會出現首選的時間方向，但這通常只有在研究人員修補系統並設定特定的起始條件時才會發生。
那麼為什麼我們的宇宙只在時間上向前移動呢？ 為什麼恆星會發光而不是吸收光？
目前，主導理論是時間箭頭的方向是由熱力學定律控制的 - 更具體地說，熵。
熵是熱力學系統內無序性的衡量標準－低熵系統非常有組織性和可預測性，而高熵系統則較為隨機。 熱力學定律指出，孤立系統（例如我們的宇宙）的熵只會從低熵狀態轉變為高熵狀態。
大多數物理學家普遍認為這就是時間向前推進的原因——因為在我們的宇宙誕生時，一切都是極其有序的，因此時間的方向與熵增加的方向相同。
作為李·比林斯解釋說科學美國人，這是「所有事物趨於相互平衡的普遍趨勢的產物」。
但這個假設依賴宇宙開始時存在的那些高度組織化、低熵的條件，以便為時間提供方向。 這是我們根本無法證明的，這讓許多物理學家非常沮喪。
現在新的理論不斷出現，顯示時間受熵控制的想法並不是唯一的可能性。
由英國牛津大學的朱利安·巴伯領導的這項新研究表明，控制時間箭頭方向的實際上可能是重力，而不是熱力學。
這項研究還涉及加拿大新不倫瑞克大學的 Tim Koslowski 和 Perimeter 理論物理研究所的 Flavio Mercati，10 月發表於物理評論快報。
他們的模型表明，宇宙不需要特殊的低熵初始狀態來定義時間箭頭——相反，時間的流動只是引力的必然結果。
他們在研究了一個僅由 1000 個粒子組成的非常簡單的宇宙模型後得出了這個結論。 透過電腦模擬，他們測試了這些粒子在牛頓引力定律的影響下如何相互作用。
他們發現，無論系統最初如何排列，粒子最終都會以這些緊密堆積的、低複雜性的狀態結束，無需任何修補，僅通過純粹的重力。
這意味著，為了設定時間箭頭的方向，我們不需要任何完美的低熵條件，我們只需要重力。
但也許最有趣的是他們的模型接下來發生的事情。 從那個高度濃縮的地方，系統向外擴展——但在兩個不同的方向上，每個方向都有自己的時間箭頭朝不同的方向前進。
沿著這兩條時間路徑，粒子被重力拉成更大、更有序和複雜的結構。 作為比林斯為科學美國人，這些相當於我們的宇宙形成的星系、恆星和行星系統。
當然，我們距離了解這是否發生在我們自己的宇宙中還有很長的路要走——巴伯和他的團隊測試的系統非常簡單，並且沒有考慮廣義相對論或量子力學的影響。
但如果這是真的，那就意味著我們所認為的未來對於平行宇宙中存在的任何生命來說實際上都是遙遠的過去。
「這種兩種未來的情況將在兩個方向上展現出單一的、混亂的過去，這意味著本質上會有兩個宇宙，一個在這個中心狀態的兩側，」巴伯告訴比林斯《科學美國人》。
「如果它們足夠複雜，雙方都可以維持觀察者，他們會感知時間朝相反的方向發展。那裡的任何智慧生物都會將他們的時間箭頭定義為遠離這個中心狀態。他們會認為我們現在生活在他們最深刻的過去。
這是非常令人迷幻的想法。 更令人興奮的是如何PBS NOVA 的 Tim de Chant 表示：
「從這個角度來看，也許喬治盧卡斯的星際大戰並不是很久以前發生在一個遙遠的星系，而是發生在遙遠的未來——我們最深處的過去——我們的鏡像宇宙。
然而，熵控制時間方向這一觀點的擁護者，例如加州理工學院的宇宙學家肖恩·卡羅爾，在接受這個假設之前需要更多的證據。
「Barbour、Koslowski 和 Mercati 的這篇論文很好，因為他們捲起了袖子，對粒子通過重力相互作用的特定模型進行了計算，但我認為有趣的不是這個模型，而是正在分析的模型的行為小心，」卡羅爾沒有參與這項研究，告訴科學美國人。
「我認為基本上任何時候你在一個非常大的空間中擁有有限的粒子集合，你都會得到他們所描述的這種通用行為。真正的問題是，我們的宇宙是這樣的嗎？這是困難的部分。
如果我們能夠回答這個問題，那麼它不僅會改變我們對宇宙的整體看法，而且重要的是，它可以幫助我們正確地解釋我們所觀察到的宇宙的膨脹和增長——這是我們仍然在努力解決的問題。
