ทีมนักฟิสิกส์สองทีมที่แยกจากกันกำลังตรวจสอบการไหลเวียนของเวลาในจักรวาล และพวกเขาเสนอว่าเมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อนอาจก่อให้เกิดเอกภพกระจกผกผันวินาทีหนึ่ง ซึ่งเวลาเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม: มันเคลื่อนที่ถอยหลัง ไม่ใช่ไปข้างหน้า
โดยพื้นฐานแล้ว ถ้าเรามองดูจักรวาลในกระจก เราจะเห็นว่าเวลาเคลื่อนจากอนาคตไปสู่อดีต แต่จากมุมมองของจักรวาลนั้น มันจะดูเหมือนว่าเวลาของเรากำลังเดินถอยหลัง ไม่ใช่ข้างหน้า นักวิจัยแนะนำ
"เวลาไม่ใช่สิ่งที่มีอยู่ก่อน" นักฟิสิกส์คนหนึ่ง จูเลียน บาร์เบอร์ จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด ในสหราชอาณาจักรบอกกับ Olivia Goldhill ที่ Quartz“ทิศทางและการไหลเวียนของเวลาที่เราต้องอนุมานจากสิ่งที่เกิดขึ้นในจักรวาล เมื่อเรามองเช่นนั้น ก็เป็นเรื่องปกติที่จะบอกว่าเวลาเริ่มต้นที่จุดศูนย์กลางนั้นและไหลออกไปในทิศทางตรงกันข้าม”
นักฟิสิกส์ต่อสู้ดิ้นรนมานานหลายทศวรรษจากข้อเท็จจริงที่ว่าไม่มีกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ที่ควบคุมจักรวาลระบุว่าเวลาจำเป็นต้องก้าวไปข้างหน้า “ไม่ว่าจะผ่านแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ไฟฟ้าพลศาสตร์ของแมกซ์เวลล์ ความพิเศษของไอน์สไตน์ และหรือกลศาสตร์ควอนตัม สมการทั้งหมดที่อธิบายจักรวาลของเราได้ดีที่สุดนั้นทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบไม่ว่าเวลาจะเดินหน้าหรือถอยหลังก็ตาม”Lee Billings เขียนเพื่อวิทยาศาสตร์อเมริกัน.
ย้อนกลับไปในปี 1927 นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Arthur Eddington เสนอว่ามี 'ลูกศรแห่งเวลา' ซึ่งทำหน้าที่เป็นทรัพย์สินพื้นฐานของสาขาฟิสิกส์ที่เรียกว่าอุณหพลศาสตร์-
กฎข้อที่สองของระบุว่าในระบบที่โดดเดี่ยวใดๆ เช่น จักรวาลเอนโทรปี(หรือความผิดปกติ) จะต้องเพิ่มขึ้น ดังนั้นไม่ว่าลูกศรของเวลาจะเคลื่อนไปข้างหน้าหรือข้างหลัง สิ่งต่างๆ จะต้องเคลื่อนไปสู่สภาวะเอนโทรปีที่สูงขึ้นเสมอ
จักรวาลเวอร์ชันของเราและลูกศรทางอุณหพลศาสตร์ของมันก็คือเมื่อบิ๊กแบงเกิดขึ้น จักรวาลของเราเริ่มต้นเหมือนไข่ใบใหม่ทั้งใบ โดยมีลำดับสูงและเอนโทรปีต่ำ ในไม่ช้า 'ไข่' นั้นก็แตกและกวนจนแทบจะจำไม่ได้ และทุกอย่างก็ตกอยู่ในสภาวะเอนโทรปีที่วุ่นวายและสูง
ปัญหาของสมมติฐานนี้คือ ไม่อนุญาตให้มีการเคลื่อนตัวของเวลาย้อนหลังตามที่กฎพื้นฐานของฟิสิกส์อนุญาต คุณไม่สามารถพัฒนาจากไข่ที่แตกแล้วกลับไปเป็นไข่ทั้งฟองที่มีลำดับสูงและสมบูรณ์แบบได้ แล้วอะไรล่ะ?
Joshua Sokol อธิบายที่นักวิทยาศาสตร์ใหม่:
“เมื่อขยายออกไปทั่วทั้งจักรวาล เรา…กำหนดอนาคตว่าเป็นทิศทางของเวลาที่เอนโทรปีเพิ่มขึ้น ด้วยการศึกษาการเคลื่อนที่ของกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล เราสามารถทำนายได้ว่าจักรวาลจะมีวิวัฒนาการอย่างไร หรือเราสามารถย้อนเวลากลับไปหาบิกแบงได้ เมื่อเอกภพต้องมีเอนโทรปีน้อยกว่ามาก
ลองย้อนกลับไปอีกและเราจะพบกับปริศนาเกี่ยวกับจักรวาลวิทยา เราไม่สามารถดำเนินการต่อไปได้หากบิกแบงเป็นจุดเริ่มต้นของเวลาจริงๆ แต่ในกรณีนี้ ทำไมมันถึงมีเอนโทรปีต่ำเช่นนี้ และถ้าไม่ใช่จุดเริ่มต้นของเวลา … เราก็ยังอยากรู้ว่าจักรวาลนิรันดร์จะไปถึงสภาวะเอนโทรปีต่ำได้อย่างไร ซึ่งจะทำให้ลูกศรแห่งเวลาก่อตัวขึ้นมาได้อย่างไร"
Julian Barbour และเพื่อนร่วมงานของเขาในสหราชอาณาจักรตีพิมพ์บทความย้อนกลับไปในปี 2014โดยโต้แย้งว่าลูกศรแห่งเวลานี้ถูกควบคุมโดยแรงโน้มถ่วง ไม่ใช่ตามอุณหพลศาสตร์ เผยแพร่ในจดหมายทบทวนทางกายภาพพวกเขาอธิบายว่าพวกเขาจำลองอนุภาค 1,000 อนุภาคด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งทั้งหมดอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงของนิวตัน ซึ่งเป็นการจำลองจักรวาลที่ง่ายที่สุดที่คุณจะจินตนาการได้
พวกเขาพบว่าด้วยแรงโน้มถ่วง อนุภาคจึงมีระยะห่างระหว่างกันน้อยที่สุด ซึ่งเรียกว่าจุดเจนัส จากนั้นอนุภาคจะขยายตัวกลับออกไปในทิศทางที่ต่างกัน ซึ่งบ่งบอกว่าเวลาสามารถเดินหน้าและถอยหลังในลิขสิทธิ์ที่แท้จริงได้อย่างไร
"เมื่ออนุภาคขยายตัวออกไป พวกมันจะขยายออกไปในสองทิศทางที่ต่างกัน"Goldhill เขียนเรื่อง Quartz- "บาร์เบอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างแบบจำลองจุดอนุภาค 1,000 จุดของจักรวาลที่เรียบง่าย ซึ่งแสดงให้เห็นการขยายตัวแบบคู่นี้ โดยมีแรงโน้มถ่วงสร้างโครงสร้างทั้งสองทิศทาง"
"มันเป็นสิ่งที่ง่ายที่สุด"บาร์เบอร์กล่าวถึงงานวิจัยของเขา- "คุณเริ่มต้นที่จุดเจนัสตอนกลางซึ่งมีการเคลื่อนไหววุ่นวาย - นั่นเหมือนกับความคิดของชาวกรีกเกี่ยวกับความโกลาหลในยุคดึกดำบรรพ์ - แต่แล้วในทั้งสองทิศทางคุณจะได้โครงสร้างนี้ก่อตัวขึ้น หากทฤษฎีถูกต้อง ก็จะมีจักรวาลอื่นอยู่อีกฟากหนึ่งของจักรวาล บิ๊กแบงซึ่งทิศทางของประสบการณ์ของเวลาตรงกันข้ามกับของเรา”
ขณะนี้นักฟิสิกส์อีกสองคน Sean Carroll จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียและ Alan Guth จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันโดยใช้แบบจำลองอนุภาคที่แตกต่างกัน
ตามที่ Sokol อธิบายไว้ที่นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่-ในแบบจำลองนี้ พวกเขาสร้างกลุ่มเมฆอนุภาคที่มีขอบเขตจำกัด และทิ้งมันลงในจักรวาลอันไม่มีที่สิ้นสุด ไม่นานนัก ลูกศรแห่งกาลเวลาสองดวงที่แตกต่างกันก็ปรากฏขึ้นตามธรรมชาติ - ครึ่งหนึ่งเคลื่อนไปสู่การเพิ่มเอนโทรปี ในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งรวมตัวกันที่ตรงกลาง ลดเอนโทรปี ก่อนที่จะเคลื่อนผ่านและเคลื่อนกลับออกไปสู่ความสับสนวุ่นวาย
"ในที่สุด เมฆทั้งก้อนก็ขยายตัว และเอนโทรปีก็เพิ่มขึ้นตามลำดับ"โซโกลกล่าว-
บางทีบริเวณตรงกลางของเอนโทรปีต่ำนี้อาจอธิบายถึงบิ๊กแบงได้ แต่ยังช่วยแก้ปัญหาของการไม่มี "จุดเริ่มต้น" - เพียงแค่สภาวะแห่งความโกลาหลที่ต่ำที่สุด
Carroll และ Guth ยังไม่ได้เผยแพร่ผลลัพธ์ของแบบจำลองของพวกเขา และยอมรับสิ่งนั้นมีข้อจำกัดมากมายที่ยังต้องถูกกำจัดออกไป แต่เมื่อรวมกับผลงานของทีม Barbour ก็ปลอดภัยที่จะบอกว่ามีอย่างอื่นเกิดขึ้นนอกเหนือจากสมมติฐาน "จักรวาลเดียวถูกสร้างขึ้นตั้งแต่เริ่มต้น" ฉันเดาไทม์แบทถูกต้องแล้ว
merriweatherpostpavilion.tumblr.com
