С тех пор, как Леметр и Хаббл впервые предложили это в 1920-х годах, ученые и астрономы осознавали, что Вселенная расширяется. И из этих наблюдений возникли такие космологические теории, как теория большого взрыва и «стрела времени». В то время как первое рассматривает происхождение и эволюцию нашей Вселенной, второе утверждает, что течение времени в одном направлении связано с расширением пространства.
В течение многих лет ученые пытались выяснить, почему это так. Почему время течет вперед, а не назад? Согласно новому исследованию, проведенному исследовательской группой из Ереванского института физики и Ереванского государственного университета в Армении, влияние темной энергии может быть причиной прямого потока времени, который может сделать однонаправленное время постоянной чертой наша вселенная.
Сегодня такие теории, как Стрела Времени и расширение Вселенной, считаются фундаментальными фактами о Вселенной. Между измерением времени атомными часами, наблюдением красного смещения галактик и созданием подробных трехмерных карт, которые показывают эволюцию нашей Вселенной в течение миллиардов лет, можно увидеть, как время и расширение пространства соединяются в бедре.
Однако вопрос о том, почему это так, продолжает расстраивать физиков. Некоторые фундаментальные силы, такие как гравитация, не управляются временем. На самом деле, можно без труда утверждать, что законы Ньютона и квантовая механика работают одинаково вперед или назад. Но когда дело доходит до таких масштабных вещей, как поведение планет, звезд и целых галактик, кажется, что все сводится ко второму закону термодинамики.
Этот закон, который гласит, что полный хаос (он же энтропия) изолированной системы всегда увеличивается со временем, направление, в котором движется время, является решающим и не подлежит обсуждению, стало приниматься в качестве основы для Стрелы Времени. В прошлом некоторые отваживались, что если Вселенная начнет сокращаться, само время начнет течь в обратном направлении. Однако, начиная с 1990-х годов и наблюдением, что Вселенная расширяется с ускоряющейся скоростью, ученые стали сомневаться в этом.
Если на самом деле Вселенную стремят к более высоким темпам расширения - доминирующее объяснение заключается в том, что движущей силой является «Темная энергия», - тогда течение времени никогда не перестанет быть односторонним. Следуя этой логике, два армянских исследователя - Армен Э. Аллахвердян из Центра космологии и астрофизики Ереванского института физики и Ваагн Гурзадян из Ереванского государственного университета - утверждают, что темная энергия является причина почему время всегда движется вперед.
В своей работе под названием «Стрелка времени находится под влиянием темной энергии» они утверждают, что темная энергия, ускоряющая расширение вселенной, поддерживает асимметричную природу времени. Часто упоминается как «космологическая постоянная» - ссылаясь на первоначальную теорию Эйнштейна о силе, которая сдерживала гравитацию для достижения статической вселенной - темная энергия теперь рассматривается как «положительная» постоянная, толкающая Вселенную вперед, а не сдерживающая ее ,
Чтобы проверить свою теорию, Аллахвердян и Гурзадян использовали крупномасштабный сценарий, включающий гравитацию и массу - планету с возрастающей массой, вращающейся вокруг звезды. Они обнаружили, что если бы темная энергия имела значение 0 (это то, что физики думали до 1990-х годов), или если гравитация отвечала за сближение пространства, планета просто вращалась бы вокруг звезды без каких-либо указаний относительно того, движется ли она. вперед или назад во времени.
Но если предположить, что ценность темной энергии положительна (как показывают все свидетельства, которые мы видели), то планета в конечном итоге будет отброшена от звезды. Продолжая этот сценарий, планета изгоняется из-за увеличения ее массы; тогда как когда она движется назад, планета приближается к звезде и захватывается ее гравитацией.
Другими словами, присутствие темной энергии в этом сценарии было разницей между наличием «стрелы времени» и ее отсутствием. Без темной энергии нет времени и, следовательно, нет никакого способа определить разницу между прошлым, настоящим и будущим, а также то, движутся ли вещи в прямом или обратном направлении.
Но, конечно, Аллахвердян и Гурзадян также обязательно отметили в своем исследовании, что это ограниченный тест и он не отвечает на все насущные вопросы. «Мы также отмечаем, что механизм не может (и не должен) объяснять все случаи появления термодинамической стрелки», - сказали они. «Однако обратите внимание, что даже когда темная энергия (космологическая постоянная) не доминирует над средней плотностью (ранняя вселенная или сегодняшний лабораторный масштаб), она все еще существует».
Ограниченное или нет, это исследование является представителем некоторых захватывающих новых шагов, которые астрофизики предприняли в последнее время. Это включает в себя не только вопрос происхождения темной энергии и силы расширения, которую она создает, но и вопрос о ее значении в базовой физике. Таким образом, исследователи, наконец, смогут ответить на извечный вопрос о том, почему время существует, и можно ли им манипулировать (т.е. путешествовать во времени!)
