兩個不同的物理學家團隊一直在研究宇宙中的時間流動,他們提出,大約 140 億年前,可能會產生第二個反向鏡像宇宙,其中時間沿相反方向移動:它向後移動,而不是向前移動。
研究人員表示,基本上,如果我們觀察鏡像宇宙,我們會看到時間從未來移動到過去,但從那個宇宙的角度來看,我們的時間看起來像是向後移動,而不是向前移動。
「時間並不是預先存在的東西,」英國牛津大學的物理學家之一朱利安·巴伯(Julian Barbour)說道,告訴 Quartz 的 Olivia Goldhill。「我們必須根據宇宙中發生的事情來推斷時間的方向和流動。當我們以這種方式看待它時,很自然地說時間從那個中心點開始並向相反的方向流動。”
幾十年來,物理學家一直在努力解決這樣一個事實:支配宇宙的基本物理定律都沒有規定時間必須向前推進。 「無論是透過牛頓的萬有引力、麥克斯韋的電動力學、愛因斯坦的特殊性和或量子力學,如果時間向前或向後流動,所有最能描述我們宇宙的方程式都會完美地起作用。李·比林斯 (Lee Billings) 為科學美國人。
早在 1927 年,英國天文物理學家阿瑟·愛丁頓 (Arthur Eddington) 就提出存在“時間之箭”,它是物理學一個分支的基本性質,稱為“時間之箭”。熱力學。
第二定律指出在任何孤立的系統中——例如宇宙——熵(或無序)必須增加,因此無論時間箭頭是向後還是向前移動,事物都必須始終向更高的熵狀態前進。
我們對宇宙及其熱力學時間箭頭的看法是,當大爆炸發生時,我們的宇宙就像一個新的完整雞蛋一樣開始,具有高秩序和低熵。很快,那顆『蛋』就破碎了,被攪得面目全非,一切都陷入了混亂的高熵狀態。
這個假設的問題在於它不允許物理基本定律允許的時間向後移動。你不可能從破碎的雞蛋變成高度有序、完美的完整雞蛋,那該怎麼辦呢?
約書亞·索科爾 (Joshua Sokol) 解釋道新科學家:
「放眼整個宇宙,我們…將未來定義為熵增加的時間方向。透過研究遙遠星系的運動,我們可以預測宇宙將如何演化。或者我們可以將時間倒回大爆炸時期,當時宇宙的熵一定要少得多。
試著進一步倒轉,我們會遇到一個宇宙學難題。如果大爆炸確實是時間的開始,我們就無法繼續下去,但既然如此,為什麼它的熵這麼低呢?如果這不是時間的開始……我們仍然想知道永恆的宇宙如何達到如此低的熵狀態,從而允許時間之箭的形成。
朱利安·巴伯和他在英國的同事早在2014年就發表過一篇論文認為這個時間箭頭是由重力而不是熱力學控制的。出版於物理評論快報,他們描述瞭如何對 1000 個粒子進行電腦模擬,這些粒子全部受牛頓引力控制——這是你能想像到的最簡單的宇宙模擬。
他們發現,由於重力,粒子最終彼此之間的距離最小——他們稱之為雅努斯點。然後,粒子會向不同的方向向外擴展,這意味著時間如何在實際的多重宇宙中向前和向後移動。
“當粒子向外膨脹時,它們會在兩個不同的時間方向上膨脹,”Goldhill 為 Quartz 撰寫。 「巴伯和他的同事創建了一個簡化的 1000 個粒子點的宇宙模型,顯示了這種雙重膨脹,重力在兩個方向上創建結構。”
“這是最簡單的事情”巴伯談到他的研究。 「你從中心雅努斯點開始,那裡的運動是混沌的——這就像希臘的原始混沌概念——但然後在兩個方向上你都會形成這種結構。如果這個理論是正確的,那麼在宇宙的另一邊就會有另一個宇宙。
現在,另外兩位物理學家,加州理工學院的肖恩·卡羅爾和麻省理工學院 (MIT) 的艾倫·古斯,使用不同的粒子模型也得出了類似的結果。
正如索科爾所描述的新科學家,在這個模型中,他們創建了有限的粒子雲,並將其放入無限的宇宙中。很快,兩個不同的時間箭頭自發地出現——其中一半朝著熵增加的方向移動,而另一半則聚集在中心,熵減少,然後穿過並向外移動回到混亂中。
“最終整個雲都在膨脹,熵也在同步上升。”索科爾說。
也許這個中間的低熵區域描述了大爆炸,但也解決了不存在「時間的開始」的問題——只有最低的混沌狀態。
卡羅爾和古斯尚未公佈他們的模型結果,並承認有很多限制這仍然需要解決,但結合巴伯團隊的工作,可以肯定地說,除了「一個宇宙從一開始就被創造」的假設之外,還有其他事情正在發生。我猜時間蝙蝠畢竟是對的。
merriweatherpostpavilion.tumblr.com