Vaša izkušnja časa je lahko nazaj od ostalega vesolja

Pretok časa v eno smer je tako intuitiven, tako nespremenljiv, da ga vzamemo popolnoma samoumevno. Stvari ne padejo; lomljeni kosi se ne znova sestavijo; ljudje postajajo starejši, tako da gre. Toda čas ostaja skrivnost. Fizikalne enačbe se ne zdijo preferenčne za časovno usmerjeno - kot palindromi, delujejo enako dobro v obeh smereh. Fizični procesi na mikroskopski ravni so dejansko »časovno simetrični« in noben fizični zakon ne drži, da čas ne more teči v nasprotno smer. Torej - mogoče je?

Ludwig Boltzmann je bil prva oseba, ki je zapisala, da ima precej trden razlog za čas, ki je usmerjen na makroskopski ravni. Na ta način je dunajski fizik in filozof omejil nekaj največjih umov 19. stoletja. Gradil je na zamisli francoskega inženirja Nicolasa Léonarda Sadija Carnota, katerega delo pri prenosu toplote je sprva opisovalo obnašanje parnih strojev.

Carnot je bil v francoski vojski pod Napoleonom, ko so izgubili za Britance. Po tem je med obema narodoma prišlo do nekakšnega rivalstva, in ne samo takrat, ko se je to zgodilo. Natančneje, Francozi so bili razburjeni, ker so bili Britanci tako daleč pred njimi v tehnologiji parnih strojev, zahvaljujoč ljudem, kot je bil James Watt v prejšnjem stoletju. Tako je Carnot skočil v dirko in opisal teoretični motor. Carnotov motor je bil popolnoma učinkovit motor, ki seveda ne obstaja, vendar je zelo koristen za razmišljanje o teh konceptih.

Kar je Carnot spoznal, je, da je popolnoma učinkovit motor reverzibilen. Dokler ne izgubite energije za ogrevanje, jo lahko brez izgube zaženete naprej ali nazaj, kolikor želite. Toda takoj, ko motor ni popolnoma učinkovit, če celo izgubi majhen delček toplote, tega procesa ne morete več obrniti. Izgubili ste nekaj energije za vedno kot toploto. To je nekako tako, kot bi rekli, da je najboljše, kar lahko storite, imaginarni motor za samorog, ki ima ničelno entropijo, vendar nikoli ne morete dobiti negativne entropije. In v večini primerov v resničnem življenju boste dobili le pozitivno entropijo (čeprav ta beseda takrat ni obstajala).

Carnotove ideje so bile kasneje kodificirane in uporabljene za uporabo v naravi, ki jih je uporabil Rudolf Clausius, nemški fizik, ki je zasnoval pojem entropije in s tem osnove termodinamike. Nobeden od teh moških ni mogel razložiti časa s tem konceptom, ki je postal znan kot Drugi zakon termodinamike. Toda Boltzmann, ki je delal kasneje v stoletju, je imel prednost pred njimi. Verjel je v atome.

Atomska teorija ni bila v veliki meri podrejena Boltzmannovu dnevu. Kemiki so želeli teorijo, ker je olajšala izračune, vendar ni imela toliko podpore v drugih disciplinah. Z uporabo atomske teorije pa zakoni fizike brez truda opisujejo naš svet, ker jih ni treba prelagati, ampak jih je mogoče preprosto izpeljati. (Toplota je preprosto gibanje atomov, na primer.) Čeprav se je močno boril, da je v tistem času dokazal svoje zamisli, je Boltzmann na koncu pokazal, da je entropija merilo števila načinov, s katerimi lahko atomi, ki sestavljajo objekt, medsebojno delujejo - Stvar je »nered«, kot jo navadno približujemo. Še pomembneje, pokazal je, da je entropija usmerjena, za razliko od drugih stvari v vesolju. On je pisal:

»Splošna borba za obstoj živih bitij ni boj za surovine, temveč za organizme, zračno vodo in zemljo, vse na voljo, niti za energijo, ki obstaja v izobilju na soncu in vročem telesu v obliki toplote, temveč boj za entropijo, ki postane dostopna s prehodom energije od vročega sonca do hladne zemlje."

Ta usmerjenost je takšna, da se je entropija začela kot nizka vrednost na začetku vesolja (iz neznanih razlogov) in se nenehno povečuje z vesoljem. Razlog za to je očitno zato, ker obstaja toliko več načinov za medsebojno delovanje atomov, ko se razprostirajo. Res je, da se lahko kateri koli fizični proces (in verjetno tudi) zgodi v obeh smereh na mikroskopski ravni, ampak zato, ker obstaja preprosto toliko več možnosti za atomske interakcije (še posebej, ker se razprostirajo in postanejo manj urejene), je daleč, daleč bolj verjetno, da bodo stvari postale manj urejene. V bistvu, ko vsak atom prekine svojo urejeno interakcijo, ima potencialno na stotine drugih interakcij, ki jih lahko izberejo, in te izbire se samo pomnožijo, ko drugi atomi prekinejo svoje interakcije. Možnosti, da bi atom, ki se je vrnil tja, kjer je bil, zelo, zelo nizko. Entropija se torej giblje od nizke k visoki kot starost vesolja.

Za razliko od drugih fizičnih procesov, to pomeni, da ima entropija določeno smer do nje. In to, pravi Boltzmann, od kod prihaja puščica časa. Ker se stvari gibljejo v eno smer in ne v drugo (čeprav se lahko gibljejo v obeh), naše vesolje doživlja usmerjenost. Že samo dejstvo, da ima razbito steklo samo neskončno majhno verjetnost, da bi ga ponovno sestavili, pomeni, da na makroskopski ravni ni simetrije. Čas je razlika med eno in drugo državo v našem vesolju. Zato se lahko odločite, kaj boste imeli za večerjo in ne včeraj, da je entropija spremenila stanje vesolja vmes. Viri, ki so obstajali včeraj, ne obstajajo več in so danes vzrok za to. To je nekako tako, kot bi rekli, da je vsak trenutek proizvod razpada prejšnjega. Torej na čuden način, verjetnost povzroča čas.

Toda zdaj upoštevajte življenje. Veliko tega, kar definira življenje, je njegova težnja, da se upre entropiji. Torej, čeprav se vse v vesolju giblje od nižje k višji entropiji, živimo v nasprotnem: Upiramo se v ravnotežje in gradimo kompleksnost, ki je v najenostavnejšem fizičnem smislu prisiljena molekulam interakcijo na manj načinov. Upoštevajte, da to ne pomeni, da kršimo Drugi zakon: dokler drugi elementi v sistemu izravnavajo lokalizirana zmanjšanja, potem celoten sistem še vedno teži k višji entropiji. Vsak dan, ko se naše celice in organele gradijo in popravljajo, se upiramo primarni značilnosti fizične snovi, ki nam daje vsako referenčno točko za napredovanje v času.

Torej, če je bil Boltzmann prav, in čas obstaja zaradi te entropične spremembe, potem je morda naše dojemanje prehoda časa nasprotje vsega drugega v vesolju. Čas, ko boste umrli, je v "prihodnosti", vendar bodo vaše molekule komaj opazile. Prekinili se bodo z vezavo s kisikom.

Vendar je čas relativno. Strinjali smo se, da je naša smer gibanja skozi to "naprej", vendar je to, seveda v obraz, samovoljno. V primerjavi z vsem drugim v vesolju je to morda nazaj. Torej bi lahko bil »začetek vesolja« konec. To pomeni, da se je entropija začela visoko in se zmanjšuje. To pomeni, da bi lahko šli navzkrižno, da bi vse skupaj združili, toda da vse še vedno deluje, natanko nazaj od tistega, kar mislimo, da se dogaja. Težko si je predstavljati, kako bi to lahko izgledalo.

Kaj pa, če bi bilo vse obrnjeno in obrnjeno? Ko zgradimo uro za spremljanje časa, ki šteje sekunde, lahko preostanek vesolja vidi odštevanje. Izgled sončnega vzhoda na vzhodu in sončni zahod na zahodu bi bila obrnitev vrtenja Zemlje glede na perspektive drugih nebesnih teles. In vojna neskončnosti, proti kateri se trudimo, se je že zgodila. Mi smo kot majhni blipsi v časovnem kontinuumu, ki obrnejo vse vrednote in samo zaznavajo čas, ki se premika naprej, ker je biologija pred tem posegala v fiziko.

Konec koncev bi se moj predlog lahko nanašal na semantiko. Če je čas v resnici razlika med enim in drugim stanjem, potem »čas«, kot ga poznamo, je le naša izkušnja spremembe, vendar se ta sprememba zgodi. Dodeljevanje usmerjenosti je nekoliko poljubno. In poleg tega, čeprav smo morda manifestacija preobrata v entropiji, ni očitnega razloga, da bi verjeli, da bi to dejstvo vplivalo na naše dojemanje usmerjenosti drugih sprememb. Omogočiti bi bilo treba, da se naredi vse, kar je v nasprotju z vsem drugim - to je, da je živo - in še vedno opazimo, kako se stvari spreminjajo.

Koncept »iluzije časa« ni resnično relevanten za fiziko, saj je jasno, da čas v trdnosti obstaja. Matematika o tem ni dvoumna. Vendar pa je zaznavanje časa bolj v domeni nevroznanosti (čeprav je dejansko nemogoče preskusiti, kar zaenkrat postane nič več kot domišljijski miselni eksperiment). Na podoben način, kot da vaši možgani ne upoštevajo dejstva, da lahko vedno vidite svoj nos, lahko obstaja tudi nekakšna obdelava, ki filtrira naše dojemanje časa.

V vsakem primeru je zamisel, da je naš občutek in izkušnje »spreminjanja stvari« nazaj od tistega, kar bi lahko vsak nežive objekt, če bi lahko doživel karkoli, zanimiv, če bi bil le miselni poskus. Začne se s samim pojmom časa, ki je lahko preprosta beseda za »stvari, ki se dogajajo«. Dokler se karkoli okoli vas zgodi, ste lahko prepričani, da boste prišli v prihodnosti, ne glede na to, kaj se bo zgodilo. v smeri, v kateri jo najdete.