Doua echipe separate de fizicieni au examinat fluxul timpului in Univers si au lansat propunerea conform careia, acum aproximativ 14 miliarde de ani, Big Bang-ul ar fi putut da nastere unui univers secund, in oglinda cu universul nostru, in care timpul se misca in directia opusa: se misca inapoi, nu inainte.
In principiu, daca ne-am uita la universul in oglinda, am putea vedea timpul scurgandu-se dinspre viitor spre trecut, insa din perspectiva unei persoane din acel acel univers, ar parea ca universul nostru se misca inapoi, sugereaza cercetatorii.
„Timpul nu este ceva ce preexista. Directia si cursul acestuia trebuie sa il deducem din ceea ce se intampla in Univers. Cand privim principiul astfel, este natural sa spunem ca timpul incepe intr-un punct central si se desfasoara in directii opuse”, spune Julian Barbour de la Universitatea din Oxford.
Fizicienii au avut greutati timp de decenii din cauza faptului ca nici una dintre legile fundamentale ale fizicii care guverneaza Universul nu mentioneaza ca timpul trebuie neaparat sa mearga inainte. „Gravitatia lui Newton, electrodinamica lui Maxwell, relativitatea specialal si generala a lui Einstein, mecanica cuantica, toate ecuatiile care ne descriu Universul se aplica perfect daca timpul se misca fie inainte, fie inapoi”, spune Lee Billings pentru Scientific American
In 1927, astrofizicianul britanic Arthur Eddington a propus existenta unei „sageti a timpului”, principiu fundamental al unei ramuri din fizica numita termodinamica. A doua lege a termodinamicii spune ca in orice sistem izolat – precum universul – entropia (dezordinea) trebuie sa creasca. Asadar, indiferent daca „sageata timpului” se misca inainte sau inapoi, lucrurile trebuie intotdeauna sa tinda spre o stare marita de dezordine.
Folosind exemplul lui Eddington, versiunea fizicienilor asupra Universului impreuna cu „sageata timpului” termodinamica, este momentul declansarii Big Bang-ului, cand Universul nostru a inceput ca un ou, cu ordine crescuta si entropie minima. Destul de curand, „oul” a fost spart si imprastiat, totul dezvoltandu-se intr-o stare haotica, cu entropie crescuta. Problema acestei supozitii, insa, este aceea ca nu permite miscarile inapoi ale timpului pe care legile fundamentale ale fizicii le permit. Nu poti progresa de la un ou spart inapoi catre un ou perfect integru. Asadar, ce se intampla?
Joshua Sokol explica pentru New Scientist:
„Privind asupra intregului Univers, definim viitorul drept acea directie a timpului in care entropia creste. Prin studierea miscarii galaxiilor indepartate, putem prezice despre cum se va dezvolta cosmosul. In aceeasi masura, putem derula timpul inapoi pana la Big Bang, cand Universul probabil avea mult mai putina entropie.
Daca incercam sa derulam in continuare, ne intalnim cu o enigma cosmologica. Nu putem merge mai departe daca momentul Big Bang a reprezentat inceputul timpului, insa, in acest caz, de ce a avut entropie joasa? Si daca nu reprezinta inceputul timpului… tot am vrea sa stim cum de un etern Univers a putut sa atinga o stare de entropie asa de joasa incat sa permita formarea unei ‘sageti a timpului’.”
Julian Barbour si colegii acestuia din Marea Britanie au publicat o lucrare in 2014 in care argumenteaza ca aceasta „sageata a timpului” este guvernata mai degraba de gravitate, decat de termodinamica. In articolul publicat, acestia descriu cum au efectuat o simulare computerizata a 1.000 de particule care erau in totalitate guvernate de gravitatea newtoniana – cea mai simplista simulare a Universului. Au aflat in acesta simulare ca, multumita gravitatiei, particulele sfarseau prin a se strange si a prezenta cea mai mica distanta una de cealalta, distanta pe care au fizicienii au numit-o „punctul Janus”. Particulele apoi incepeau sa se distanteze si sa se extinda inainte si inapoi de punctul de congruenta. Cand particulele si-au inceput expansiunea in exterior, au facut-o in doua directii temporale diferite, astfel demonstrand cum timpul s-ar putea deplasa atat inainte, cat si inapoi, intr-un multivers efectiv.
„Este o manifestare simpla”, spune Barbour despre cercetarea sa. „Pornesti de la acel central punct Janus, unde miscarea este haotica, insa mai apoi in ambele directii obtii aceasta structura care se formeaza. Daca teorema este corecta, atunci exista un alt univers de cealalta parte a Big Bang-ului, in care directia experientei timpului este opusa celei pe care o traim noi.”
Alti doi fizicieni, Sean Carroll de la Institutul de Tehnologie din California si Alan Guth de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), au obtinut rezultate similare folosind un model de particule diferit. In modelul acestora, fizicienii au creat un nor finit de particule pe care l-au introdus intr-un univers infinit. Destul de repede, doua „sageti de timp” diferite au luat nastere, spontan. Jumatate din particule s-au deplasat in fata, marind entropia, pe cand cealalta jumatate s-a adunat in centru, scazand entropia, apoi au trecut de centru si s-au indreptat inapoi, in haos. Intr-un sfarsit, intregul nor de particule se extinde si entropia creste in tandem.
Probabil ca aceasta regiune de mijloc de entropie joasa descrie Big Bang-ul si rezolva de asemenea problema inexistentei unui „inceput al timpului”, ci mai degraba o stare de haos total.
Carroll si Guth nu au publicat inca rezultatele modelului lor si admit ca exista multe limitari ce necesita clarificate, insa impreuna cu munca echipei lui Barbour, se poate afirma ca exista o cu totul alta situatie decat presupunerea unui univers care a fost creat la inceputul timpului.
Mai jos, un scurt clip demonstrativ ce insumeaza intreaga teorie pentru universul in oglinda:
surse: scientificamerican.com; qz.com; physics.aps.org; newscientist.com
