物理学家进行了一项实验，表明我们宇宙中的时间可能是由重力决定的，而不是由重力决定的。，并且可以创造两个平行的宇宙——我们自己的宇宙，其中时间向前运行，以及镜像宇宙，其中时间向后运行。
尽管这个想法听起来很不错，但新的假设可以帮助物理学家随着时间的推移解决一些最大的问题——主要是他们仍然无法弄清楚为什么它只朝一个方向运行。
事实上，这个单一的“时间之箭”是现代物理学最大的概念问题之一，一个多世纪以来一直困扰着物理学家。
困境的根源在于，所有基本物理定律——例如爱因斯坦的特殊定律和牛顿引力——无论时间向前或向后流动，都同样有效。
在物理学家用来模仿我们宇宙的物理系统模型中，有时确实会出现首选的时间方向，但这通常只有在研究人员修补系统并设置特定的起始条件时才会发生。
那么为什么我们的宇宙只在时间上向前移动呢？ 为什么恒星会发光而不是吸收光？为什么我们记得过去而不是未来？
目前，主导理论是时间箭头的方向是由热力学定律控制的 - 更具体地说，熵。
熵是热力学系统内无序性的衡量标准——低熵系统非常有组织性和可预测性，而高熵系统则更加随机。 热力学定律指出，孤立系统（例如我们的宇宙）的熵只会从低熵状态转变为高熵状态。
大多数物理学家普遍认为这就是时间向前推进的原因——因为在我们的宇宙诞生时，一切都是极其有序的，因此时间的方向与熵增加的方向相同。
作为李·比林斯解释说科学美国人，这是“所有事物趋于相互平衡的普遍趋势的产物”。
但这个假设依赖于宇宙开始时存在的那些高度组织化、低熵的条件，以便为时间提供方向。 这是我们根本无法证明的，这让许多物理学家非常沮丧。
现在新的理论不断出现，表明时间受熵控制的想法并不是唯一的可能性。
由英国牛津大学的朱利安·巴伯领导的这项新研究表明，控制时间箭头方向的实际上可能是重力，而不是热力学。
这项研究还涉及加拿大新不伦瑞克大学的 Tim Koslowski 和 Perimeter 理论物理研究所的 Flavio Mercati，10 月发表于物理评论快报。
他们的模型表明，宇宙不需要特殊的低熵初始状态来定义时间箭头——相反，时间的流动只是引力的必然结果。
他们在研究了一个仅由 1000 个粒子组成的非常简单的宇宙模型后得出了这个结论。 通过计算机模拟，他们测试了这些粒子在牛顿引力定律的影响下如何相互作用。
他们发现，无论系统最初如何排列，粒子最终都会以这些紧密堆积的、低复杂性的状态结束，无需任何修补，仅通过纯粹的重力。
这意味着，为了设定时间箭头的方向，我们不需要任何完美的低熵条件，我们只需要重力。
但也许最有趣的是他们的模型接下来发生的事情。 从那个高度浓缩的地方，系统向外扩展——但在两个不同的方向上，每个方向都有自己的时间箭头朝不同的方向行进。
沿着这两条时间路径，粒子被重力拉成更大、更有序和复杂的结构。 作为比林斯为科学美国人，这些相当于我们的宇宙形成的星系、恒星和行星系统。
当然，我们距离了解这是否发生在我们自己的宇宙中还有很长的路要走——巴伯和他的团队测试的系统非常简单，并且没有考虑广义相对论或量子力学的影响。
但如果这是真的，那就意味着我们所认为的未来对于平行宇宙中存在的任何生命来说实际上都是遥远的过去。
“这种两种未来的情况将在两个方向上展现出单一的、混乱的过去，这意味着本质上会有两个宇宙，一个在这个中心状态的两侧，”巴伯告诉比林斯《科学美国人》。
“如果它们足够复杂，双方都可以维持观察者，他们会感知时间朝相反的方向发展。那里的任何智慧生物都会将他们的时间箭头定义为远离这个中心状态。他们会认为我们现在生活在他们最深刻的过去。 ”
这是非常令人迷幻的想法。 更令人兴奋的是如何PBS NOVA 的蒂姆·德尚特 (Tim de Chant) 表示：
“从这个角度来看，也许乔治·卢卡斯的星球大战并不是很久以前发生在一个遥远的星系，而是发生在遥远的未来——我们最深处的过去——我们的镜像宇宙。”
然而，熵控制时间方向这一观点的拥护者，例如加州理工学院的宇宙学家肖恩·卡罗尔，在接受这一假设之前需要更多的证据。
“Barbour、Koslowski 和 Mercati 的这篇论文很好，因为他们卷起了袖子，对粒子通过重力相互作用的特定模型进行了计算，但我认为有趣的不是这个模型，而是正在分析的模型的行为小心，”卡罗尔没有参与这项研究，告诉科学美国人。
“我认为基本上任何时候你在一个非常大的空间中拥有有限的粒子集合，你都会得到他们所描述的这种通用行为。真正的问题是，我们的宇宙是这样的吗？这是困难的部分。”
如果我们能够回答这个问题，那么它不仅会改变我们对宇宙的整体看法，而且重要的是，它可以帮助我们正确解释我们所观察到的宇宙的膨胀和增长——这是我们仍然在努力解决的问题。
如果您和我们一样对这一切着迷，请阅读有关该假设如何出现以及其他理论的精彩叙述。比林斯的作品科学美国人。
