RW Space

Две отдельные группы физиков, изучавшие течение времени во Вселенной, предположили, что около 14 миллиардов лет назад, Большой взрыв мог породить вторую, обратную «зеркальную Вселенную», где время движется в обратном направлении.

По сути, если бы мы смотрели на зеркальную Вселенную, мы бы увидели, как время движется из будущего в прошлое, но с точки зрения той Вселенной, было бы похоже, что наше время движется назад, а не вперед, предполагают исследователи.

«Время уже не существует», — сказала Оливии Голдхилл один из физиков, Джулиан Барбур из Оксфордского университета в Великобритании. «Направление и течение времени мы должны определить из того, что происходит во Вселенной. Когда мы смотрим на время таким образом, естественно сказать, что время начинается в центральной точке и движется в противоположных направлениях».

Физики десятилетиями боролись за то, чтобы ни один из фундаментальных законов физики, управляющих Вселенной, не требовал того, чтобы время двигалось вперед. «Будь то гравитация Ньютона, электродинамика Максвелла, особая и общая теория относительности Эйнштейна или квантовая механика, все уравнения, которые лучше всего описывают нашу Вселенную, прекрасно работают, если время течет вперед или назад», — пишет Ли Биллингс для Scientific American.

Еще в 1927 году британский астрофизик Артур Эддингтон предположил, что существует «стрела времени», которая действует как фундаментальное свойство раздела физики, называемой термодинамикой.

Второй закон термодинамики гласит, что в любой изолированной системе, такой как Вселенная, энтропия (или беспорядок) должна возрастать, поэтому независимо от того, движется ли стрелка времени назад или вперед, материя всегда должна стремиться к более высокому состоянию энтропии.

Наша версия Вселенной и ее термодинамическая стрела времени такова, что когда произошел Большой Взрыв, Вселенная возникла как целое яйцо с высоким порядком и низкой энтропией. Вскоре это «яйцо» было разбито, и материя перешла в хаотическое состояние с высокой энтропией.

Проблема с этим предположением состоит в том, что оно не учитывает обратное движение времени, которое допускают фундаментальные законы физики. Вы не можете перейти от разбитого яйца к высокоупорядоченному, совершенно целому яйцу, так что дает?

Джошуа Сокол объясняет для New Scientist:

«Уменьшая масштаб всей Вселенной, мы … определяем будущее как направление времени, в котором возрастает энтропия. Изучая движение далеких галактик, мы можем предсказать, как будет развиваться космос. Или мы можем перемотать время назад к Большому Взрыву, когда Вселенная должна была иметь гораздо меньшую энтропию.

Попробуйте перемотать время еще дальше и мы встретимся с космологической загадкой. Мы не можем продолжать, если Большой Взрыв действительно был началом времени, но в таком случае, почему у него была такая низкая энтропия? И если бы это не было началом времени … мы все еще хотели бы знать, как Вселенная могла бы достичь такого состояния с низкой энтропией, которое позволило бы сформироваться стреле времени».

Джулиан Барбур и его коллеги из Великобритании опубликовали свою статью еще в 2014 году, утверждая, что эта стрела времени определяется гравитацией, а не термодинамикой. В публикации для  Physical Review Letters, они описывают компьютерное моделирование 1000 частиц, все из которых управлялись ньютоновской гравитацией — самое простое моделирование Вселенной, которое вы можете себе представить.

Они обнаружили, что благодаря гравитации частицы оказались на наименьшем расстоянии друг от друга, которое они назвали точкой Януса. Затем частицы стали разлетаться в разные стороны, показывая, как время может двигаться вперед и назад в реальной мультивселенной.

«Когда частицы расширяются, они делают это в двух разных временных направлениях», — пишет Голдхилл. «Барбур и его коллеги создали упрощенную модель Вселенной, состоящую из 1000 частиц, показывающую это двойное расширение с гравитационной структурой в обоих направлениях».

«Это самое простое», — говорит Барбур о своих исследованиях. «Вы начинаете с той центральной точки Януса, где движение хаотично — это похоже на греческое понятие первичного хаоса — но затем в обоих направлениях формируется структура. Если теория верна, то есть другая Вселенная на другой стороне Большого Взрыва, в которой направление времени противоположно нашему».

Два других физика, Шон Кэрролл из Калифорнийского технологического института и Алан Гут из Массачусетского технологического института (MIT), пришли к аналогичным результатам, используя другую модель частиц.

В своей модели они создали конечное облако частиц и поместили его в бесконечную Вселенную. Достаточно скоро две разные стрелки времени появились самопроизвольно — половина из них движется в сторону увеличения энтропии, в то время как другая половина сгущается в центре, уменьшая энтропию, прежде чем пройти сквозь нее и вернуться обратно в хаос.

Возможно, средняя область низкой энтропии описывает Большой взрыв, а также решает проблему отсутствия «начала времени» — самого низкого состояния хаоса.

Кэрролл и Гут еще не опубликовали результаты своей модели и признают, что есть много ограничений, которые еще нужно устранить.